三国形成时期，孙权、刘备汉献帝建安联军13年(208)在长江赤壁(今湖北蒲奇西北，今嘉鱼东北)击败曹操军队，奠定基础三国以鼎立为基础的著名战役。
曹操基本统一北方后，在玄武池训练水手，对可能发生动乱的关中地区采取措施。建安13年7月，他出兵10多万南征荆州(约今湖北、湖南)，希望统一南北。石孙权从江东统军征服了夏口(今武汉境)，开启了西入荆州的门户，正相机吞并了荆州、益州(治成都)，然后向北发展；刘备依附荆州牧刘表，“三顾茅庐”诸葛亮作为一名顾问，通过隆中的对策，制定了先占荆益、联合孙权、进入中原的战略，并在樊城训练了水军。曹操军事劳动者、水土不服、水战不足、战马无粮等弱点，增强了孙权抗曹的决心。孙权不顾主降派张昭的反对，命周瑜为大都督，程普为副总督，鲁肃为赞军校尉，率领3万精锐水兵，与刘备合军约5万，追溯江水，进入夏口。
曹操赢得江陵后，以刘彪将军的文字任命江夏太守，仍统一部队，守卫汉川（今江汉平原）。益州牧羊人刘章也派兵给曹操补军，开始向朝廷支付贡献。曹操更自豪地轻视敌人。他不听顾问贾旭暂停东下的建议。他给孙权发了一封信，声称要与吴地作战。冬天，亲统军顺长江水陆并进。
夏口部署后，孙刘联军追江迎战曹军，遭遇赤壁。曹军骑马面对大江，失去了权力。新改编的荆州新附水兵战斗力差，疾病流行。结果初战失败，赶紧退到北岸，屯兵乌林(今湖北洪湖)，与联军隔江对峙。
曹操下令将战舰连接起来，减弱风浪，有利于北方士兵上船，加强演练，等待战斗。鉴于敌人自寡，长期持有不利，周瑜决定寻找速战。针对曹军“连环船”的弱点，部将黄盖建议火攻，得到好评。黄盖立即派人送给曹操伪降书，然后带着几十艘船出发。前10艘满载浸油的干柴用布覆盖，插上与曹操约定的旗帜，在船后系上轻船，顺着东南风驶向乌林。接近对岸时，戒备松懈的曹军争相观看黄盖降落。这时，黄盖下令点燃柴草，各自换乘小艇退走。火船乘风闯入曹军船阵，顿时一片火海，迅速延伸到岸边营屯。联军乘势攻击，曹军伤亡惨重。曹操知道自己无法挽回败局，下令烧余船引军退役。
赤壁战役遗址联军水陆并进，追击曹军。曹操带领军队离开河岸，走捷径到江陵。他经过华容道（今潜江南），遇到泥泞，骑着草，逃跑了。曹操留下曹仁守江陵，满宠屯当阳，返回北方。
周瑜等人与曹仁隔江对峙，并派甘宁攻夷陵(今宜昌)。曹仁分兵围甘宁。周瑜率军营救，打破曹军，然后渡江屯北岸继续与曹仁对峙。从江陵回到夏口后，刘备追溯到汉水，试图绕过曹仁后面。曹仁知道再难相处，第二年就被迫撤退了。
赤壁之战，曹操自负轻敌，指挥失误，水军不强，最终战败。孙权和刘备在强敌面前冷静分析形势，结盟抗日战争，扬水战长，巧用火攻打，创造了中国军事史上以弱胜强的著名战例。