续沿长江西上，到赤壁(今湖北嘉鱼东北)与曹军的先头部队遭遇。联军击败了曹军的先头部队，曹军退回江北的乌林与主力会合，双方在赤壁一带隔江对峙。

    曹军的情况正如周瑜、诸葛亮所预料的那样，正流行着瘟疫，同时曹军多半不习水性，受不了江上风浪的颠簸。曹操针对这一情况，命令军士将战船用铁索联结在一起，在船上铺上木板，以减少船身的摇晃。这样做，船上确实平稳多了，却彼此牵制，行动不便。曹军铁索连船的弱点，被周瑜部将黄盖探知，他向周瑜建议说:“我军兵力少，不宜与曹军长期相持，必须设法破敌。现在曹军把战船首尾相接，我们可以采用火攻的方法将他们击败。”黄盖的建议使周瑜受到启发，他制订了以黄盖诈降接近曹营，然后放火奇袭曹军战船以乱曹军的作战计划。黄盖写了封降书，派人送到江北曹营。曹操接到降书后深信不疑，还与送信人约定了投降的时间与信号。公元208年十一月的一天，黄盖带领十艘大船，向北岸疾驶而去，船上装满干柴草，里面浸上油液，外面用布裹上伪装，插上约定的旗号。同时预备好快船系在大船之后，以便放火后换乘。快接近曹军水寨时，黄盖命士兵举火，并齐声呼喊:“黄盖来投降了!”曹军以为真的是黄盖来投降了，纷纷走出船舱瞭望。这时，黄盖的船只已经靠近了水寨，十艘大船的士兵同时放火，冲向曹军水寨，然后跳上小艇退出。这时正刮着猛烈的东南风，顷刻间，曹军的战船都燃烧起来。由于天气干燥，风助火威，火势一直蔓延到了岸上，曹营的官兵被这突如其来的大火烧得惊慌失措，在一片慌乱之中，曹军士兵被烧死、溺死、互相践踏致死的不计其数。孙、刘联军乘势猛杀过来，将曹军杀得人仰船翻。曹操被迫率领残兵败将从陆路经华容道向江陵方向撤退。在泥泞的道路上，曹军战马陷入泥潭之中，曹操派人到处寻找枯枝杂草垫路，才使骑兵勉强通过。孙、刘联军水陆并进实行追击，一直追到南郡(今湖北江陵境内)。曹操留曹仁、徐晃驻守江陵，乐进驻守襄阳，自率残余部队退回北方。赤壁之战以孙权、刘备联军的胜利和曹操的失败而告结束。