Sau khi đánh bại cánh quân của Chu Văn, tướng Tần là Chương Hàm tiếp tục đông tiến để giải vây cho thành Huỳnh Dương. Khi đó Giả vương Ngô Quảng công phá lâu ngày không hạ được thành. Cấp dưới là Điền Tang cùng các tướng muốn mang quân ra đón đánh Chương Hàm nhưng Ngô Quảng không nghe. Điền Tang bàn với các tướng dưới quyền:

Quân của Chu Văn đã bị phá rồi, quân Tần nay mai sẽ đến, chúng ta vây thành Huỳnh Dương không lấy được, nếu quân Tần đến thì thua to. Chi bằng ta để lại ít binh đủ để giữ Huỳnh Dương thôi, còn đem tất cả tinh binh ra đón đánh quân Tần. Nay giả vương kiêu ngạo, không biết binh quyền, ta không thể cùng mưu toan với ông ta được, nếu không giết ông ta thì nhất định hỏng việc.

Họ bèn giả mệnh lệnh của Trần vương giết chết Ngô Quảng, đem đầu dâng cho Trần vương. Trần vương không còn cách nào khác, bèn sai sứ cấp cho Điền Tang ấn tín làm lệnh doãn nước Sở, cho Tang làm thượng tướng. Điền Tang bèn sai các tướng dưới quyền Lý Quy cầm quân vây thành Huỳnh Dương, còn mình đem quân tinh nhuệ đi về hướng tây đón đánh quân Tần ở Ngao Thương.

Chương Hàm kéo tới, hai bên giao chiến. Điền Tang tử trận, quân bị phá vỡ. Chương Hàm đem quân đánh quân Sở ở dưới chân thành Huỳnh Dương, phá quân Lý Quy. Lý Quy cùng các tướng tử trận.

Một cánh quân hưởng ứng của Đặng Duyệt đem binh đến đất Đàm chống Tần, biệt tướng của Chương Hàm đánh và phá quân Đặng Duyệt. Quân của Đặng Duyệt tán loạn chạy vào đất Trần. Lại một cánh quân chống Tần khác của Ngũ Từ đem binh đến đất Hứa, Chương Hàm đánh phá quân Ngũ Từ, quân của Ngũ Từ cũng bỏ chạy tán loạn vào đất Trần. Nhưng Trần vương lại nghe theo Chu Phòng và Hồ Vũ, trách tội để thua trận và giết Đặng Duyệt.

Chương Hàm sau khi đã đánh bại Ngũ Từ, đem quân đánh huyện Trần. Trụ quốc là Sái Tứ tử trận. Chương Hàm lại tiến binh đánh quân của Trương Hạ ở phía tây đất Trần. Trần vương thân hành ra đốc suất trận đánh. Quân bị đánh bại, Trương Hạ chết. Trần vương bỏ đất Trần chạy.

Tháng chạp (năm 208 TCN), Trần vương đến huyện Nhữ Âm quay về đến Hạ Thành Phụ. Người đánh xe Trang Giả giết Trần vương để đầu hàng Tần, được Chương Hàm sai giữ huyện Trần.

Trần Thắng được chôn ở đất Đường đặt thuỵ hiệu là Sở Ẩn vương. Ông làm vương tất cả sáu tháng.

Không lâu sau, người hầu cận Trần Vương là Lã Thần khởi binh ở Tân Dương, đánh chiếm lại huyện Trần, giết Trang Giả báo thù cho ông và lại gọi đất Trần là Trương Sở. Sau đó Lã Thần cùng Hạng Vũ, Lưu Bang tập hợp dưới trướng vua Sở mới là Hoài vương (dòng dõi nước Sở). Lực lượng quân Sở sau này đánh bại được Chương Hàm, tiến vào Hàm Dương tiêu diệt nhà Tần.

Khi Lưu Bang thống nhất thiên hạ (202 TCN), có giao cho ba mươi nhà giữ phần mộ Trần Thắng ở đất Đường, nhiều năm sau trong đời nhà Hán vẫn còn tế tự.