《史记·田单列传》中关于即墨之战，田单运用火牛阵出奇制胜击败燕军的记载如下：
田单乃收城中得千余牛，为绛缯衣，画以五彩龙文，束兵刃于其角，而灌脂束苇于尾，烧其端。凿城数十穴，夜纵牛，壮士五千人随其后。牛尾热，怒而奔燕军，燕军夜大惊。牛尾炬火光明炫耀，燕军视之皆龙文，所触尽死伤。五千人因衔枚击之，而城中鼓噪从之，老弱皆击铜器为声，声动天地。燕军大骇，败走。齐人遂夷杀其将骑劫。
白话文：田单于是从城里收集了一千多头牛，给它们披上大红绸绢制成的被服，在上面画着五颜六色的蛟龙图案，在它们的角上绑好锋利的刀子，把渍满油脂的芦苇绑在牛尾上，点燃其末端。又把城墙凿开几十个洞穴，趁夜间把牛从洞穴中赶出，派精壮士兵五千人跟在火牛的后面。因尾巴被烧得发热，火牛都狂怒地直奔燕军，这一切都在夜间突然发生，使燕军惊慌失措。牛尾上的火把将夜间照得通明如昼，燕军看到它们都是龙纹，所触及到的人非死即伤。五千壮士又随后悄然无声地杀来，而城里的人乘机擂鼓呐喊，紧紧跟随在后面，甚至连老弱妇孺都手持铜器，敲得震天响，和城外的呐喊声汇合成惊天动地的声浪。燕军非常害怕，大败而逃。齐国人在乱军之中杀死了燕国的主将骑劫。
现在我们来用逻辑和常识来检验一下火牛阵！
燕军的即墨城的攻击分为两个阶段，第一阶段燕军主将是乐毅，在试探性的进攻受阻后将军队后退九里，构筑营垒，威慑即墨守军，但是不禁止城中居民的进出，希望以此来收服人心。第二阶段，骑劫取代乐毅成为了燕军的主将，他改变战术，重新包围即墨，展开强攻，但同样没有成功。
按照基本的军事学的常识，既然燕军已经前后在即墨城下驻扎了四年多的时间，那么必然构筑了坚固的营垒，否则，早已被齐人偷袭干掉了。按照战国时期军队的标准做法，包围敌军，或者被敌军包围的，都是构筑环型壁垒，简单的说，就是就地掘沟，挖出来的土构筑垒墙，上面再插木栅栏，驻守的时间越久，壁垒的高度和厚度，以及壕沟的宽度、深度都会相应地增加。
战国时期，诸侯军队的野战营垒的坚固程度怎么样呢？以中国历史上最著名的长平之战为例，当廉颇构筑营垒死守不出之时，占有兵力优势的秦军无计可施，随后，当赵括被秦军引诱出坚固的壁垒，陷入包围之后，突围不成，迅速就地构筑营垒，秦军仍然没有办法攻下来。
现在第一个问题来了，千余头火牛如何能够在黑夜之中，保持队形，目标一致地冲到燕军的营垒前，越过深深的壕沟，撞击开厚实的土墙的？换句话说，千余头火牛竟然能完成几十万秦军做不到的事情，是不是有些匪夷所思？
第二个问题，牛尾巴点火之后，牛就发疯的前冲吗？笔者小时候看过好几次调皮的半大小子往牛屁股上挂点燃的鞭炮，可是牛无一例外的都是原地狂跳打转，笔直前冲的一次都没看到过——齐军是怎么做到的呢？
第三个问题，即墨被长时间围攻不下，城防工事自然不差，那么有没有宽阔的护城河和壕沟呢？如果有，怎样才能在持续不断攻城的燕军眼皮底下把护城河给填平几十处呢？假如没有，前期是怎样挡住名将乐毅的呢？
第四个问题，火攻水攻，在古代战争、乃至近现代战争中是经常使用的战术，但火牛阵只此一例（小说演义中虽然比比皆是，但没有参考价值），假如果真有效的话，长平之战早期，秦军为何不拿来攻破廉颇的营垒呢？袁绍为什么不用来对付曹操呢？
此外，在《战国策·齐策》里面，提到即墨之战的有三四处，包括田单的自述，“臣以五里之城，七里之郭，破亡余卒，破万乘之燕，复齐墟。”没有一处涉及所谓的火牛阵的说法，由此可见，完全是以讹传讹，杜撰出来的。