自打李由三川起兵，秦国猝不及防，因此李由一路攻城拔寨，势不可挡。但这主要得利于出其不意，攻其不备，待秦国这边缓过神来，李由的进攻便连连受挫，再加上之前由于犬戎骑兵背盟撤走，三川军势单力薄，终究还是独木难支。
更为糟糕的是，此时章邯正带领大军赶往这边。大帐中的李由被案前雪片般的战报搅得心烦意乱，焦头烂额。
今天他率部猛攻秋水关再次铩羽而归，这已经是第三次了。部队的士气渐渐低落，军中的粮草也快要消耗殆尽，如果再不攻下秋水关，三川军随时都可能陷入秦军的合围。
“报……，刚抓到一群逃兵，请将军定夺。”李由闻报真是气不打一处来，怒吼道:“全都给我拉出去砍头示众，让所有人都知道这就是逃跑的下场。”帐下众将皆面面相觑，默然不语。
斩将台上跪着一个全身捆绑小将，小将身后还跪着十几个小兵。李由走到小将身旁，大声喝道:“本将军待你不薄，你为何还要带队逃跑？”小将奋力地直了直腰板说道:“李由狗贼，你为了一己私欲竟蛊惑胁迫我等造反，置我三川百姓于水火而不顾，我们岂能再为你卖命。今日不幸被你抓住，要杀要剐，悉听尊便。”李由气得浑身发抖，当即拔出随身佩剑，一剑就将小将人头砍落于地，随后一声令下，一旁的刽子手也手起刀落，那十几个小兵也都人头落地。
处理完逃兵之后，李由强打精神，回到帐中召集众将商议下一步计划。李由这次要孤注一掷了，他决定将先前派去阻击章邯援军的部队全部调回，准备集中兵力全力攻击秋水关，破关后再入城大肆劫掠以充军资，然后凭秋水关之险阻挡章邯大军，以求能争得一线生机。
众将见李由主意已定，便不再言语，李由遂一一吩咐众将事宜，众将领命而去。
“司马将军，你对今日大帅的计划怎么看？”路上一白袍小将忍不住向这位司马老将军询问道。众将闻声也都围拢了过来，司马将军轻轻地嘘了声，示意大家动静小点，然后轻声说道:“前方秋水关易守难攻，我军一时难以攻克，而章邯大军已从侧面杀来，不日即可抵达，我军如再不分头撤退，必将会全军覆没。此时大帅竟然还要作困兽之斗，无异于痴人说梦，完全没把我等将士性命放在眼里。”听完白袍小将迫不及待问道:“既知如此，将军刚才为何不阻拦大帅？”
司马将军惨然一笑，说道:“你们难道没看到刚才大帅那双快要喷出火来的眼睛吗？刚才如果有人提出任何反对意见，我想他早就血溅当场了。”众将听罢皆冷汗直冒，那白袍小将又怯怯问道:“那依老将军所见，我等该如何处置啊。”司马将军捻了捻他那发白的胡须缓缓说道:“生死关头，相机行事吧。”说完便不再理会众人，兀自纵身上马去了。
第二日清晨，李由全身披挂，仗剑骑于马上，一声令下，身后的弓箭手万箭齐发，直射向秋水关内。一轮箭雨过后，李由拔出长剑，大吼一声:“给我冲……。”
战场上顿时万马齐喑，尘土飞扬，十几万三川将士像牛羊一般被驱赶着向前冲去。
冲到关前，只见此时城上突然冒出无数射手，个个正拉满弓弦，蓄势待发。一声令下，关前顿时箭如雨下，三川军倒下一片，身后的三川士兵忙用盾牌筑起环形防护墙继续前进。
城上秦军见状，纷纷放下弓箭，两三人一组搬起城上的巨石往城下狠狠砸去，与此同时，城内的投石车也开始发动攻击。盾牌虽硬，却哪经得起巨石摔砸，三川军被这巨石砸得人仰马翻，立时陷入无限的混乱和恐惧中，那还管得了许多，纷纷拼命地四散逃去。李由见势不妙，连忙亲率亲卫队前来斩杀逃兵，可是却丝毫也阻挡不住那如潮水般的溃兵。
就在这时，三川军的身后突然杀来一队骑兵，个个如神兵天降，跃马冲入阵中，肆意砍杀三川士兵，犹入无人之境，三川部队更加混乱不堪了。
原来这是章邯的先头部队，章邯收到李由想要合兵攻击秋水关的消息后，马上命令一支精锐轻骑兵日夜兼程，不惜一切代价驰援秋水关。恰好在李由进攻受挫的时候，这支骑兵部队赶到，骑兵将领见状抓住战机，当即命令部队发起攻击，杀得三川军猝不及防，丢盔卸甲。
慌乱过后，李由正欲整军回杀这群不速之客，不料自己左军却不听号令，正由一位将军带领下向城东面逃去。李由见状不由得脱口大骂道:“司马老贼，竟然临阵倒戈。”身旁众人闻言皆惊慌失措，哪还有心思战斗，纷纷弃械自顾四散溃逃去了。
李由心中大悔，但却已无力回天，此时关门打开，关内秦军蜂蛹而出，与城外秦军骑兵合力掩杀三川军，三川军大败，数万将士被斩，其余皆尽逃散，李由也因力竭而被秦军捕获，轰轰烈烈的三川之乱就此落下帷幕。
章邯仅用一支骑兵便大破十几万叛军的消息不胫而走，章邯的威名立刻就传遍了秦国上下。