刘备在樊口，每天都派巡逻的士兵在江边等候观望孙权的军队。士兵看到周瑜的船队，赶紧跑去报告刘备，刘备派人去慰问周瑜。周瑜说：“我有军事重任在身，没办法擅自离开；要是刘豫州能屈尊前来，那可就太符合我的期望了。”刘备于是就坐着小船去见周瑜，见面就问：“现在抵抗曹操，这计策确实好。不知道您带了多少作战的士兵呢？”周瑜说：“三万人。”刘备说：“可惜有点少啊。”周瑜说：“这些兵力足够用了，豫州您就等着看我打败曹操吧。”刘备想叫鲁肃等人一起来聊聊，周瑜说：“我接受了命令，不能随便离开岗位。您要是想见子敬，可以另外去拜访他。”刘备听了，既觉得有点惭愧，又为周瑜的坚决感到高兴。
孙刘联军继续前进，在赤壁和曹操的军队碰上了。当时曹操的士兵很多都染上了疾病，刚一交战，曹军就吃了败仗，只好退到长江北岸驻扎。周瑜他们在南岸，周瑜的部将黄盖说：“现在敌人人多，咱们人少，很难和他们长期对峙。曹操的军队把战船都用铁链首尾连接起来，可以用火攻把他们烧跑。”于是就准备了十艘蒙冲斗舰，在里面装满干燥的芦苇、枯柴，灌上油，外面用帷幕裹起来，上面插着旌旗，还准备了轻快的小船，系在大船的尾部。黄盖先写了封信给曹操，假装说要投降。当时东南风刮得很急，黄盖带着这十艘船走在最前面，到了江中心就升起船帆，后面的船依次跟进。曹操军队的官兵都走出军营站着观看，还指指点点地说黄盖来投降了。等离曹军战船还有二里多的时候，这十艘船同时点火，火势凶猛，风也很大，船就像箭一样冲过去，把曹军的战船都烧光了，大火还蔓延到岸上的军营。不一会儿，浓烟烈火布满天空，曹军被烧死、淹死的人不计其数。周瑜等人率领轻装精锐的部队跟在后面，擂起战鼓，大举进攻，曹军彻底溃败。
曹操带着军队从华容道步行逃跑，路上遇到泥泞，道路不通，又赶上刮大风，曹操就命令那些老弱病残的士兵背草填路，骑兵才得以通过。那些背草的士兵被人马踩踏，陷在泥里，死了很多。刘备和周瑜水陆两路一起追击，一直追到南郡。当时曹操的军队又饿又病，死了一大半。曹操只好留下征南将军曹仁、横野将军徐晃守卫江陵，折冲将军乐进守卫襄阳，自己带着剩下的军队撤回北方。
周瑜和程普率领几万大军，和曹仁隔江对峙，还没开战。甘宁请求先直接去攻打夷陵，到了之后，很快就拿下了夷陵城，然后进城坚守。益州的将领袭肃率领全军投降，周瑜上表，请求把袭肃的部队交给横野中郎将吕蒙指挥。吕蒙却极力称赞袭肃，说：“袭肃有胆量，有才能，而且他仰慕咱们东吴，从远方来投降，从道义上来说，应该给他更多兵力，而不是夺走他的兵权。”孙权觉得吕蒙说得对，就把袭肃的军队还给他。曹仁派兵包围了甘宁，甘宁情况危急，向周瑜求救，将领们都觉得兵力太少，分不出多余的人去救。吕蒙对周瑜和程普说：“把凌公绩（凌统字公绩）留在江陵，我和您去救援，解除甘宁的危急，估计也用不了多久。我保证凌公绩能坚守十天。”周瑜听从了吕蒙的建议，在夷陵把曹仁的军队打得大败，缴获了三百匹马后返回。这之后，东吴将士的士气倍增。周瑜于是渡江，在北岸扎营，和曹仁继续对峙。
十二月，孙权亲自带兵围攻合肥，派张昭攻打九江郡的当涂，但没有成功。
刘备上表推举刘琦为荆州刺史，然后带兵南下攻取荆州南部的四个郡。武陵太守金旋、长沙太守韩玄、桂阳太守赵范、零陵太守刘度都投降了。庐江的军营首领雷绪率领几万人归附刘备。刘备任命诸葛亮为军师中郎将，让他督管零陵、桂阳、长沙三个郡，负责征收这些地方的赋税来补充军饷；任命偏将军赵云兼任桂阳太守。
益州牧刘璋听说曹操攻下了荆州，就派别驾张松去曹操那里表示敬意。张松身材矮小，行为不拘小节，但见识广，精明果断。曹操当时已经平定荆州，赶走了刘备，就没怎么看重张松。主簿杨修建议曹操征召张松，曹操没有采纳；张松因此心怀怨恨，回到益州后，就劝说刘璋和曹操断绝关系，和刘备结交，刘璋听从了他的建议。
习凿齿评论说：以前齐桓公稍微炫耀了一下自己的功劳，就有九个国家背叛他；曹操只是一时骄傲自满，天下就出现了三分的局面。他们都是花了几十年的时间努力奋斗，却在一瞬间就把成果给毁了，这难道不可惜吗！
曹操回想田畴的功劳，后悔之前听任他推辞封赏，说：“这样做虽然成全了一个人的志向，却破坏了国家的法律制度。”于是又想用之前的爵位封赏田畴。田畴上奏章表明自己的诚意，以死发誓坚决不接受。曹操不听，多次想强行封他，田畴始终不接受。有关部门弹劾田畴，说：“他过于清高，违背常理，只为了树立个人的小节，应该免去官职并加以处罚。”曹操把这件事交给世子曹丕和大臣们广泛讨论。世子曹丕认为“田畴就像子文推辞俸禄，由胥逃避赏赐一样，应该尊重他的气节，不要强行改变他的想法”。尚书令荀彧、司隶校尉钟繇也认为应该听从田畴的意愿。曹操还是想封他为侯，田畴平时和夏侯惇关系很好，曹操就让夏侯惇去用交情劝说田畴。夏侯惇到田畴那里住了一晚，趁机劝他，田畴猜到了他的来意，就不再说话。夏侯惇临走的时候，坚持邀请田畴接受封赏，田畴说：“我不过是个违背道义、四处逃窜的人；承蒙曹公的恩典才得以保全性命，已经很幸运了，怎么能出卖卢龙塞的功劳来换取赏赐和俸禄呢！就算国家偏爱我，我自己心里难道不惭愧吗！将军您一向了解我，还这样劝我，如果实在不得已，我情愿一死，就在您面前自刎。”话还没说完，就已经泪流满面。夏侯惇把这些话都告诉了曹操，曹操长叹一声，知道无法改变田畴的心意，就任命他为议郎。
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