三國形成時期，孫權、劉備聯軍于漢獻帝建安十三年(208)在長江赤壁(今湖北蒲圻西北，一說今嘉魚東北)一帶大敗曹操軍隊，奠定三國鼎立基礎的著名戰役。

曹操基本統一北方后，作玄武池訓練水兵，并對可能動亂的關中地區采取措施，隨即于建安十三年七月出兵十多萬南征荊州(約今湖北、湖南)，欲一統南北。時孫權已自江東統軍攻克夏口(今武漢境)，打開了西入荊州的門戶，正相機吞并荊、益州(治成都)，再向北發展；而依附荊州牧劉表的劉備，“三顧茅廬”得諸葛亮為謀士，以其隆中對策，制定先占荊、益，聯合孫權，進圖中原的策略，并在樊城大練水陸軍。曹操軍勞師、水土不服、短于水戰、戰馬無糧等弱點，堅定了孫權抗曹決心。孫權不顧主降派張昭等反對，命周瑜為大都督，程普為副都督，魯肅為贊軍校尉，率3萬精銳水兵，與劉備合軍共約5萬，溯江水而上，進駐夏口。

曹操乘勝取江陵后，又以劉表大將文聘為江夏太守，仍統本部兵，鎮守漢川(今江漢平原)。益州牧劉璋也遣兵給曹操補軍，開始向朝廷交納貢賦。曹操更加驕傲輕敵，不聽謀臣賈詡暫緩東下的勸告，送信恐嚇孫權，聲稱要決戰吳地。冬，親統軍順長江水陸并進。

孫劉聯軍在夏口部署后，溯江迎擊曹軍，遇于赤壁。曹軍步騎面對大江，失去威勢，新改編及荊州新附水兵，戰斗力差，又逢疾疫流行，以致初戰失利，慌忙退向北岸，屯兵烏林(今湖北洪湖境)，與聯軍隔江對峙。

曹操下令將戰船相連，減弱了風浪顛簸，利于北方籍兵士上船，欲加緊演練，待機攻戰。周瑜鑒于敵眾己寡，久持不利，決意尋機速戰。部將黃蓋針對曹軍“連環船”的弱點，建議火攻，得到贊許。黃蓋立即遣人送偽降書給曹操，隨后帶船數十艘出發，前面10艘滿載浸油的干柴草，以布遮掩，插上與曹操約定的旗號，并系輕快小艇于船后，順東南風駛向烏林。接近對岸時，戒備松懈的曹軍皆爭相觀看黃蓋來降。此時，黃蓋下令點燃柴草，各自換乘小艇退走。火船乘風闖入曹軍船陣，頓時一片火海，迅速延及岸邊營屯。聯軍乘勢攻擊，曹軍傷亡慘重。曹操深知已不能挽回敗局，下令燒余船，引軍退走。

赤壁之戰遺址聯軍水陸并進，追擊曹軍。曹操引軍離開江岸，取捷徑往江陵，經華容道(今潛江南)遇泥濘，墊草過騎，得以脫逃。曹操留曹仁守江陵，滿寵屯當陽，自還北方。

周瑜等與曹仁隔江對峙，并遣甘寧攻夷陵(今宜昌境)。曹仁分兵圍甘寧。周瑜率軍往救，大破曹軍，后還軍渡江屯北岸，繼續與曹仁對峙。劉備自江陵回師夏口后，溯漢水欲迂回曹仁后方。曹仁自知再難相持，次年被迫撤退。

赤壁之戰，曹操自負輕敵，指揮失誤，加之水軍不強，終致戰敗。孫權、劉備在強敵面前，冷靜分析形勢，結盟抗戰，揚水戰之長，巧用火攻，創造了中國軍事史上以弱勝強的著名戰例。