孙权命周瑜为主将,程普为副,率三万精锐水军,联合屯驻樊口(今湖北鄂州境)的刘备军,共约五万人溯长江西进,迎击曹军.十一月,孙刘联军与曹军对峙于赤壁.曹操将战船首尾相连,结为一体,以利演练水军,伺机攻战.周瑜采纳部将黄盖所献火攻计,并令其致书曹操诈降,曹操中计.黄盖择时率蒙冲斗舰乘风驶入曹军水寨纵火.曹军船阵被烧,火势延及岸上营寨,孙刘联军乘势出击,曹军死伤过半,遂率部北退,留征南将军曹仁固守江陵.联军乘胜扩张战果,孙刘两军分占荆州要地.
赤壁决战,曹操在有利形势下,轻敌自负,指挥失误,终致战败.孙权、刘备在强敌进逼关头,结盟抗战,扬水战之长,巧用火攻,终以弱胜强.此战为日后魏、蜀、吴三国鼎立奠定了基础.