频繁挑战，吴将皆急于迎击时，陆逊耐心劝止，坚守不出，以使蜀军师老疲惫。有些老将和贵族出身的将领不服约束，陆逊则绳之军纪，严加制止。刘备在山谷设伏兵一千人，令吴班平地扎营，企图诱吴军出战，为陆逊识破，未与交战。

    两军相持半年之久。时至盛夏暑热，蜀军无法急战速胜，兵疲意懈。蜀水军又奉命移驻陆上，失去水陆两军相互策应的主动权。蜀军深入敌国腹地，延绵数百里山川连营结寨，因战线过长，运转补给非常困难。

    六月，陆逊决定适时转入反攻，先以火攻蜀营，遂令诸军趁势发起进攻，刘备率军西退。张南从夷道北撤，被朱然、孙桓南北夹击，战死。陆逊命水军封锁长江，孙桓扼守夷道，将蜀军分割于大江东西，各个击破。吴军再次使用火攻，火烧连营四十余寨，蜀军自相践踏，死伤惨重，蜀将杜路、刘宁投降，都督冯习和沙摩柯均被杀。刘备败退至马鞍山，依险据守。陆逊即集中兵力，四面围攻，歼灭蜀军数万。刘备趁夜突出重围，后卫将军傅彤战死。刘备逃奔秭归，令在险道上焚烧铙铠，以阻挡吴追兵。

    此时，陆逊为防曹魏乘机袭吴，仅派李异、刘珂部追踪刘备至南山(秭归南岸山)，而未行大举追击。黄权部被吴军截断归路，被迫降魏。刘备收集败将残兵，退回白帝城(今重庆奉节东)，于次年四月病亡。夷陵战役是中国历史上火攻的又一著名战例。吴军抵御大敌，适时改变作战部署，主帅陆逊则统观两军主客观态势，确定诱敌深入、集中兵力、后发制人、相机破敌的战略，充分利用地势及天候等有利条件，巧施火攻，以五万劣势的吴军一举击败兵力占有优势的蜀军，大获全胜。