蒙恬率领十万北疆长城军，星夜兼程，赶在项羽大军抵达之前，进驻荥阳。
这支驻守北疆多年、常年与匈奴骑兵厮杀的大军，乃是大秦最精锐的战力，军纪严明、战力彪悍，远非关内守军可比。蒙恬一入荥阳，便立刻登上城楼，勘察地形，部署防务：强弓劲弩分列城墙四角，滚木礌石堆满城垛，护城河尽数加固，城内粮草、水源严加管控，同时派出无数斥候，探查楚军动向，整座城池迅速进入战备状态，戒备森严。
不过三日，项羽率领三万楚军主力，兵临荥阳城下。
楚军大营连绵数里，喊杀声震天，项羽身披重铠，亲立阵前，乌骓马昂首嘶鸣，破城戟直指荥阳城楼，厉声喝道：“城上秦军听着！速速开城投降，饶尔等不死！否则，破城之后，鸡犬不留！”
蒙恬身披大将军铠甲，立于城楼之上，神色冷峻，目光如炬，看着城下意气风发的项羽，嘴角勾起一抹冷笑。他镇守北疆多年，什么样的骁勇敌将未曾见过，项羽虽勇，却太过轻狂，楚军看似兵多，实则大半是新招募的乡野百姓，未经严格操练，比起常年血战的长城军，相差甚远。
“狂妄小儿，大秦疆土，岂容尔等叛贼染指！”蒙恬手持令旗，高声喝道，“全军备战，胆敢靠近城池者，一律射杀！”
令旗一挥，城墙上万千弓弩手同时拉弓搭箭，箭头直指城下楚军，杀气腾腾。
项羽见状，怒喝一声，也不再劝降，当即挥动令旗：“全军攻城！踏平荥阳，诛杀蒙恬！”
楚军士卒高呼著口号，扛着云梯、推著冲车，朝着荥阳城墙蜂拥而上。一时间，喊杀声、战鼓声、箭矢破空声，响彻荥阳上空。
面对楚军的猛攻，蒙恬镇定自若，有条不紊地下达军令：“放箭！滚木礌石准备！”
密集如蝗的箭矢从城墙上倾泻而下，冲在最前面的楚军士卒纷纷中箭倒地，死伤无数；后续士卒顶着盾牌，好不容易冲到城墙下，架起云梯，城墙上的滚木礌石又狠狠砸下，云梯断裂、士卒哀嚎著滚落，冲车也被城墙上扔下的火油、火把引燃，化作一团火球。
楚军一次次猛攻，都被长城军死死击退，城下尸横遍野，血流成河，楚军伤亡惨重，却始终无法靠近城墙半步。
项羽在阵前看得目眦欲裂，亲自披甲上阵，率领亲兵敢死队，冲锋在前，顶着箭矢云梯，奋力攀爬城墙，手中破城戟横扫，接连斩杀数名秦军士卒，一度登上城楼。
蒙恬见状，当即亲率亲卫迎战，手中长枪凌厉出击，与项羽大战数十回合。蒙恬枪法沉稳凌厉，兼顾防守，项羽虽勇猛无双，却始终无法突破防线，反倒被长城军层层围困，无奈之下，只得奋力杀出重围，退回阵前。
从清晨激战至黄昏，楚军数次猛攻，皆被击退，伤亡过半，士气大跌，士卒们早已疲惫不堪，再也无力发起进攻。
项羽看着城下死伤无数的楚军，又望着固若金汤的荥阳城墙，气得怒吼连连，却也只得无奈下令：“鸣金收兵！”
楚军狼狈退回大营，蒙恬站在城楼上，看着楚军败退，当即抓住战机，下令道：“骑兵营听令，绕后突袭楚军粮草大营！”
早已蓄势待发的长城骑兵，趁著夜色，悄悄出城，绕到楚军大营后方，突袭楚军粮草囤积地。楚军接连激战，疲惫不堪，防备松懈，被骑兵一举冲破大营，粮草被焚烧殆尽，楚军大营瞬间大乱，士卒四散奔逃。
项羽得知粮草被烧，大惊失色，连忙率军救援，可早已为时已晚，漫天火光之中，楚军粮草尽数化为灰烬。
经此一役，楚军大败，伤亡过万，粮草尽毁，士气低迷，只得退守营寨，再也无力发起强攻，荥阳防线彻底稳住。
三川首战大捷的消息，随着八百里加急，迅速传回咸阳。
咸阳宫前殿，内侍高声宣读捷报之时，满朝文武瞬间沸腾，人人面露喜色，纷纷躬身向扶苏道贺：“陛下圣明！蒙大将军威武！我军首战大捷，平定叛党指日可待！”
扶苏坐在御座上，听闻捷报，一直悬著的心终于放下，脸上露出多日来难得的笑意：“蒙大将军不负朕望，大败楚军，实属大功一件！传朕旨意，犒赏荥阳三军，加封蒙恬食邑三千户，前线将士一律论功行赏，粮草军械即刻加急送往荥阳！”
与此同时，李由率领的关中精锐，也已顺利抵达函谷关。
函谷关地势险要，一夫当关万夫莫开，乃是关中的最后一道屏障。李由进驻之后，并未有丝毫松懈，一方面加固关隘城墙，深挖壕沟，布设拒马，将函谷关打造成铜墙铁壁；另一方面，严格管控往来行人，严查奸细，杜绝关东叛军密使入关，同时囤积海量粮草、军械，整肃兵马，随时准备东出支援蒙恬。