武关的关势十分险要，真是“一夫守垒，万夫沉滞”。南朝人有《归魂赋》赞道：
何武关之险隘，而汉祖之英雄。
山万里而仰云雨，水百仞而写蜿虹。
若一夫而守隘，岂万众之能攻？
唐人也有《武关》诗道：
时来时去若循环，双阖平云谩锁山。
只道地教秦设险，不知天与汉为关。
贪生莫作千年计，到了都成一梦闲。
争得便如岩下水，从他兴废自潺潺。
正因为武关是荆楚通往关中的咽喉，所以楚军将士就狠下了心肠，他们决心要与秦军在此血战一场，要把雄伟的武关城楼夷为平地。楚军这时已经有十万之众，他们来到关前不远的地方扎下了营寨，沛公又根据地形将兵马摆成阵势。此时楚军士气昂扬，精神抖擞，那整齐而雄壮的队列已经填满了关前所有的沟谷和高地。军马的踢踏声和战车的滚动声，再加上劲风吹动着苍山落木，仿佛是龙吟虎啸一般；赤色的战旗和参差不齐的兵器也掩映在秋日的山岩之间，远远地看上去，宛若灿烂的云霞。
沛公站在战车上环顾四周，他看着地形就对将士们道：“真是易守难攻啊，看来我们的大军团今日还用不上。”子房道：“不知秦国是否已经增兵？不如先呐喊示威，让守关的秦军感到恐慌，这样就可以找到秦军的一些破绽。”沛公唯子房之命是遵，就吩咐曹参、樊哙、周勃等将领分头向各自的队伍传达命令，要大家看着令旗的指示一齐呐喊：“打进关中！消灭秦国！杀！杀！杀！……”成千上万人的喊杀声顿时震得山鸣谷应，将百里之内的飞禽与走兽都惊得仓皇远遁。
声音传到关上，守关的秦军看到楚军的阵势，果然吓得乱成了一团，就赶紧向关都尉报告。秦国的关都尉朱蒯听说楚国大军压境，就来到关上察看，果然看见关前塞满了黑压压的楚军，就吓得六神无主，急忙传令大家死守关门，然后立即向咸阳报告。
楚军在关下挑战，秦军不敢出来交战。沛公就想强攻武关。子房道：“现在二世已死，匈奴人又进犯北方，秦国已是顾此失彼。他们虽然向守关的将士隐瞒了真相，可是赵高杀死二世的消息很快就会传来。如果秦国的将士得知二世已死的消息，军心一定会懈怠，那时再发起进攻，武关将会不攻自破。”萧何却建议道：“不妨先派一名高明之士，名义上是去招降秦军，其实也是借此打探一下虚实。”郦食其便自告奋勇道：“若遇口舌之事，我愿前往。”沛公大喜道：“前日派去的宁昌先生，至今再无消息传来，先生一定要见机行事啊！若是贼们不降，就请你安全回来。”郦食其就答应着告辞了沛公，只身前往关上去了。
秦国将领正在关上安排防守器械，突然看到有人来了，就向关都尉报告。朱蒯到关前眺望，只见一人骑着马来到了关下，就问：“你是何人？来此何干？”郦食其声答：“我是楚国的使者，有事要与都尉大人面谈啊！”朱蒯笑道：“两国交战，只有兵刃相见，你快让刘邦前来投降，没你什么事儿！”郦食其道：“请将军打开关门放我进去，确实有重要的事情要和您商议啊！”参将杨武道：“一个遭老头儿，有什么好谈的，一箭射死算了！”朱蒯的副将吕胜道：“两国交兵，不斩来使，这是规矩。不妨放他进来，听听他说些什么，如果说的不对，再杀也不迟。”朱蒯就听从了吕胜的话，让军士启开关门，放郦食其进关。
郦食其来到关上见到了朱蒯，就道：“将军啊，二世皇帝昏庸残暴，激起了天下人的反抗，故而六国已经全部复国。可是二世皇帝对东方的战事却一概不知，这都是赵高欺上瞒下的结果啊。现在赵高又害怕二世知道事实真相而降罪，就丧心病狂地杀了二世，并且篡夺了军政大权，秦国已经在赵高的掌握之中，这些事情你们知道不知道？”朱蒯等秦国的将领听了这话，简直惊得目瞪口呆。郦食其又接着说：“你们知不知道，赵高又派使者和我家的沛公约定要平分关中，他早就把你们出卖了。沛公怕你们不知此事，才特意派我来告知诸位。请各位将军仔细考虑一下，你们是替赵高继续守关呢？还是给自己留一条后路？请答复我。”朱蒯听说二世皇帝已经死了，根本不相信，大笑道：“你这老东西，真会说笑话！二世皇帝好好的，怎么会死呢？我看你们的那个牧童楚怀王才死了呢！”朱蒯说完，就突然呵斥道：“你这老东西竟然如此胡说八道，来人！把他推出去砍了！”郦食其仰天大笑，就不慌不忙地解释道：“你们的中丞相早把二世皇帝给杀了，他只是担心你们不肯替他守关，才不让你们知道此消息罢了。不信，你们就等着，一定会有消息从咸阳传来。”朱蒯猛然就想起了宁昌前往咸阳的事，心里也知道赵高和楚军确实有一腿，想了想，就说：“二世皇帝现在如何，这不是我们妄加猜测的。而你这老东西来到关上，竟然如此胡说八道，难道就不怕死吗？我本来要烹了你，可是念在你一把年纪，就让你回去告诉刘邦，让他尽早投降，否则你们将会死无葬身之地！”郦食其道：“既然这样，就请朱将军约定交战的日期，我好回去交令。”朱蒯冷笑道：“明日决战。”郦食其就告辞出来了。
郦食其走后，朱蒯和各位将领们开始议论朝廷的事情，都不知道郦食其说的话是否属实。到了晚上，忽然有人从咸阳飞马来报，说赵高果真杀了二世皇帝。将士们听到这个消息，都震惊不已，有人甚至义愤填膺道：“赵高真是欺上瞒下的乱臣贼子啊！如今他杀了皇帝，一定要夺权篡位，说不定他现在已经做了皇帝啦。这里的兵马也不多，我们怎能抵挡刘邦的十万大军啊？现在就算是打了胜仗，将来我们这些人也不知道会寄身何处。”将士们就开始议论纷纷。
郦食其为什么要对秦军实话实说呢？原来这是个计谋，就是想让秦军知道了赵高的狼子野心后，激起内讧，从而有机可乘。郦食其来到楚营，就把秦军并不知道二世已死的事情告诉了沛公。第二天，沛公就令梅鋗担任伐秦先锋。梅鋗率领本部军马来到关下挑战，可是他挑战了很长的时间，不见朱蒯出来。大家仔细一听，关上竟然传来了哭声。梅鋗就派人向沛公报告。张良分析道：“这一定是守关的秦军知道二世已死，他们想到自己无所归依，进退两难才痛哭的。现在再请郦老先生到关上去，就以不出战为由指责朱蒯，听听他们怎么说。”郦食其就又来到了关上。他见到朱蒯后说：“我们已经约好了交战的时间，将军为什么不开关决战啊？”朱蒯也实话实说道：“不瞒先生，昨天确实从咸阳传来消息，说赵高奸贼杀了二世皇帝。这个消息也是太突然，将士们一时也接受不了，因此都十分痛心。现在也不知道秦国还能不能保全，哪还有心思打仗啊？”郦食其道：“既然这样，将军还不如迎接楚军入关，我们一起替二世皇帝报仇吧！”朱蒯道：“先生说的也有道理，请您先回去告诉刘将军，让他再宽限几日，我们好好商量一下，看是战还是降啊？”郦食其就告辞出来。
郦食其走后，朱蒯就鼓舞秦国的将领们道：“赵高奸贼和楚人串通好后才害了皇帝啊！我们身为秦将，理应为国家尽忠。我已经把这里的情况向把守各处的将领做了通报，现在我表面上和楚人周旋，其实就是想拖住刘邦，这只是个缓兵之计。如果朝廷再派来一支援军，我们就开关决战，一定要击退楚人啊！”尽管朱蒯如何慷慨激昂、激励大家，可将士们对战胜楚军还是没有把握。
郦食其回来把武关的情况向沛公作了报告。子房道：“现在二世已死，如果秦国再立一位贤君，恐怕就不好入关了。”沛公就让萧何立即写了一封劝降信，让人用箭射到关上，信中说：
楚将刘邦告知全体秦军：降者免死，若是抗拒者，大军进关后全部杀掉！
朱蒯看罢大怒，就把信给撕了。可是也有人很害怕，到了晚上，有人就偷偷地跑下关去投降。沛公就赐给他们酒食，再用好话安慰。次日朱蒯发现有人出逃，就昼夜站在关楼上巡视，他一边长吁短叹，一边泪流不止。原来朱蒯见他们的妻儿老小都在关中，若是投降了楚人，他们的家人可能都要遭殃，若是不投降，大家的前途又在哪里啊？朱蒯想到这里，就哀叹不已。
突然一阵凉风袭来，紧接下起了大雨。朱蒯就非常无助地走下了关楼，来到营房避雨。没想到这场雨下个不停，一直到了第二天晚上，雨仍然在下，平地上的积水也已经有半尺深了。参将杨胜便向朱蒯建议道：“现在秋雨如注，为什么不把丹水的上游拦截起来筑一个大坝，楚军几天后就会在沟谷之间饮马吃水。等他们毫无防备的时候，突然挖开堤坝。刘邦虽有百万大军，也会被全部冲走。我们再杀将出去，那些没死的也成了刀下之鬼！”朱蒯听了杨胜的话，觉得这个计策确实是个反败为胜的好计策，就马上派他率领军士到上游去围堵堤坝，还把所有通往武关的小路全部挖断。
楚军人马众多，几天时间饮食起居就非常困难了，尤其是人畜都要用水。沛公就令军士们带着工具到丹水河边去取水做饭。这天晚上，子房携同沛公察看地形，他们见河沟里人马拥挤不堪，子房猛然醒悟，忙叫来秦国的降卒问：“关内是否有河堤大坝？”军士说原来没有，但是可以截击河流，围堵堤坝。子房大惊地对沛公道：“现在秋雨连绵，丹水河自然要上涨，倘若朱蒯从上游堵住水道，筑成堤坝，等水聚多了再放水一淹，您的十万大军……赶紧往高处移营吧！”沛公亦惊，就立即下令全部撤离河谷。
就在这时，朱蒯已经得知楚军正在河边取水做饭，人马聚集在了一起，心中大喜，就下令军士将堤坝决开一个口子。大水顷刻之间汹涌而下，洪峰如同雪崩，又如同是脱缰的野马，翻卷着桀骜不驯的野性向下游袭来。可是楚军此时已经全部转移到了安全的地带，人马没有受到任何损失，这都是子房先生的功劳。
天亮后，朱蒯急遣人打探楚军的情况，并没有发现他们被淹，也没有发现撤离，却发现了一个让所有的秦军将士都感到惶恐不安的事情，原来洪水将武关南侧的城墙冲塌了数十丈。这样以来，如果等到河水完全退去，楚军就可以从那里顺利地进入武关而不再需要战斗了，这场大水确实给楚军帮了个大忙。就在秦军哀嚎痛哭的时候，关外的楚军却高兴极了，他们聚在一块尖叫道：“太好了，老天竟然帮了我们一个大忙啊！哈哈哈！”沛公看见城关的墙体倒塌，也高兴地指指点点、手舞足蹈。与此同时，秦将就劝关都尉朱蒯尽快想办法，不然等到河水退完，楚军就杀进来了。朱蒯此时也是呼天抢地，万分悲痛，只好道：“老天爷啊！你为什么助楚不助秦啊？”过了一会儿，朱蒯又道：“现在只有一个办法可行！”众人就问是什么办法。朱蒯道：“我军只能重新挖掘河道，把丹水引到关墙处。等楚军攻来时，再放水淹他们，即使不把他们淹死，他们也休想进入武关半步。”众将听了朱蒯的计策，人人就依计而行。
这天黄昏时，河水还没有完全退尽，楚军将士就已经发起了进攻。可是他们攻到河边，见河水虽然退了，但根本无法过河。子房便登上高地观望夜空，忽然发现紫薇垣中，有一颗大星光芒四射，但总是飘忽不定。子房大惊，就赶紧来对沛公道：“秦国有一位明君继位了。幸好大水冲垮了关城，不然明君继位，就一定派兵来增援，那时再进关就不容易了啊！”众人听了子房的话，都感到非常震惊。萧何道：“明君继位，一定会与赵高水火不容，假如新君杀了赵高，再派大军来增援，我们入关就怕泡汤啦。”子房道：“虽然如此，但我看帝星的四周，缺少群星供围。说明这位即位的明君得不到大臣的辅佐，也就是说他虽有壮志，但也孤掌难鸣。现在请沛公急速发兵，拿下武关。”沛公就派梅鋗率领本部军马再次杀到河边。