此时，东门城楼之上，奉命留守荥阳的汉将周苛、枞公和魏豹也在紧张关注着城外局势，见到纪信被识破，三人连忙下令关闭城门，而楚军方面由于之前的混乱，虽然接到了夺城的命令，却根本没办法第一时间发动进攻，结果就这么眼睁睁的看着汉军关闭了城门。
项羽见状，转头看着已经来到自己面前的纪信，问道，“你是何人，敢冒充汉王？”
纪信坦然答道，“我乃大汉将军纪信。”
项羽怒急，忙问，“刘邦在哪？”
纪信嗤笑了一声答道，“早已离开了这里！”
项羽闻言大怒，命令麾下将士烧毁龙车，连同纪信一起烧死。纪信本就抱着必死之心而来，见状只是大笑不止，直到被活活烧死。
就在纪信出荥阳东门的同时，刘邦则与张良、陈平等人在亲军的保护下集结于西门。
在接到东门陷入混乱，西门外楚军数量减少的消息后，刘邦立即命人打开西门，然后在亲军的护送下自西门一涌而出。
由于此时西门外楚军守军并不多，在樊哙等将领和亲兵们的拼死冲杀下，刘邦等人转瞬间便冲破了楚军防线呼啸而去，除了韩王信和将领孙赤等少数几人没能跟上队伍，被迫退回城内以外，刘邦、陈平、张良等大量汉军高层全部逃之夭夭。
西门外的楚国守军将领见刘邦等人向着西边的成皋方向逃走，连忙命人加固防线，防止其他汉军突围，同时派人将此事禀报项羽。
正在楚营中发火的项羽得知消息，命令大军继续围攻荥阳，他自己则率领精锐骑兵向着成皋方向追击而去。
等到项羽追至成皋，刘邦早已率人疾驰而过继续向西逃去，而项羽却被成皋守军拼死阻拦在了成皋以西，项羽一怒之下率军猛攻成皋，不久后成皋城破。
虽然夺取了成皋，但项羽也就此错失了追击刘邦的机会，只得率军返回荥阳，命令楚军加紧围攻荥阳，试图彻底消灭刘邦在关外的势力。
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