前284年，齊湣王內被人民所怨，外被別國仇視其強大，五國發軍攻齊，于濟西大破齊軍，而后四國相繼撤退。燕國將領樂毅乘勝追擊攻占齊都臨淄，半年內接連攻下齊國七十余城，僅剩莒和即墨兩座齊國孤城未能攻克。田單率族人逃至即墨，被推舉為城守。樂毅強攻不克，采用包圍策略。

田單利用兩軍相持的時機，集結7000余士卒，加以整頓、擴充，并增修城壘，加強防務。他和軍民同甘共苦，親自巡視城防，編妻妾、族人入行伍，盡散飲食給士卒，深得軍民信任。三年后，燕昭王去世了。繼位的燕惠王從當太子時，就與樂毅不和。田單得知后派人到燕國散布謠言說：「齊國已經沒有君主，現在只差兩座城就被完全占領了。樂毅又不被燕國新王寵信，他擔心被新王殺害而不敢回國。他現在雖然聲稱要攻打齊國，實際是想自己在齊國稱王。」燕惠王本來就不信任樂毅，聽了謠言，更加懷疑他，于是將樂毅召回，派騎劫代替他擔任大將軍。樂毅知道燕王將他換走是別有用心，于是逃奔趙國去了。樂毅戰功卓越，又忠于燕國，卻被驅逐，燕軍將士都憤憤不平，從此軍隊內部有了分歧。

騎劫一反樂毅戰法，改用強攻，仍不能下。田單在燕軍中散布謠言說：「我只害怕燕軍將所俘虜的齊國士兵割掉鼻子，并把他們放在燕軍前面的行列來同齊軍作戰，即墨會因此而被攻破了。」燕人聽了，按照田單散布的話去做。城中的人看見齊國那些投降的人都被割掉鼻子，非常憤怒，害怕被活捉。田單接著散布謠言說：「我害怕燕軍挖掘我們城外的墳墓，侮辱我們的祖先，當會為此感到痛心。」燕軍挖掘全部的墳墓，焚燒死尸。即墨人從城上望見，都流淚哭泣，恨得咬牙切齒，紛紛向田單請求，誓與燕軍決一死戰。田單又麻痹燕軍，命精壯甲士隱伏城內，用老弱、婦女登城守望。又派使者詐降，讓即墨富豪持重金賄賂燕將，假稱即墨將降，惟望保全妻小。圍城已逾三年的燕軍，急欲停戰回鄉，見大功將成，只等受降，更加懈怠。

田單見反攻時機成熟，便集中千余頭牛，角縛利刃，尾扎浸油蘆葦，披五彩龍紋外衣，于夜間下令點燃牛尾蘆葦，牛負痛從城墻上事先挖好的數十個通道狂奔出去，5000精壯勇士緊隨于后，城內軍民擂鼓擊器，吶喊助威。燕軍見火光中無數角上有刀、身后冒火的怪物直沖而來，驚慌失措。齊軍勇士乘勢沖殺，城內軍民緊跟助戰，燕軍奪路逃命，互相踐踏，騎劫在混亂中被殺。田單率軍乘勝追擊，齊國民眾也持械助戰，很快將燕軍逐出國境，盡復失地70余城。隨后，迎法章回臨淄，正式即位為齊襄王，田單受封安平君。

田單在國破城危的極端不利態勢下，長期堅守孤城，積極創造反攻條件，巧妙運用「火牛陣」，實施夜間奇襲，成為中國古代戰史上以弱勝強的經典戰例。