周瑜等驻军在长江南岸，周瑜部将黄盖说：“如今敌众我寡，难以长期相持。曹军正把战船连在一起，首尾相接，可以用火攻，击败曹军。”于是，选取蒙冲战船十艘，装上干荻和枯柴，在里边浇上油，外面裹上帷幕，上边插上旌旗，预先备好快艇，系在船尾。黄盖先派人送信给曹操，谎称打算投降。
当时东南风正急，黄盖将士艘战船排在最前面，到江心时升起船帆，其余的船在后依次前进。曹操军中的官兵都走出营来站着观看，指着船，说黄盖来投降了。离曹军还有二里多远，那十艘船同时点火，火烈风猛，船象箭一样向前飞驶，把曹军战船全部烧光，火势还蔓延到曹军设在陆地上的营寨。顷刻间，浓烟烈火，遮天蔽日，曹军人马烧死和淹死的不计其数。周瑜等率领轻装的精锐战士紧随在后，鼓声震天，奋勇向前，曹军于是大败。
据《江表传》记载，当时黄盖给曹操的降书中写到：“我黄盖受到孙家的厚待，作为其将领，待遇不薄。但顾及到天下大势，用江东六郡山越之人对抗中国百万之众，其实力之悬殊，是所有人都知道的。江东的将领们，没有一个是傻子，都知道这样是不行的，惟有周瑜、鲁肃等人不懂事，鲁莽行事。今天我投靠于您，周瑜所率领的士卒就可以轻易被摧毁，在交锋之时，我黄盖会作为前部，您就看我表现吧。”曹操特别见了使者，秘密的询问了他，却依然说到：“我害怕其中有诈。但如果黄盖说的是真的，我会给他封爵，给他空前绝后的赏赐。”
等到交战那一天，黄盖选取轻型利舰十艘，装上干荻和枯柴，在里边浇上鱼膏，外面裹上帷幕，上边插上旌旗。当时刮的东南风，因此这十艘船在最前面，到了江中心，黄盖举火指示船上的校尉们，让士兵们都大喊：“投降了！”
曹操的士兵都出营观看，离曹军还有二里多地之时，所有的船只同时点火，火大风强，船就像箭支一样飞向曹军，点燃了碰到的所有船只，甚至烧到了曹操的岸边的大营。周瑜等人乘此机会，率领轻装的精锐战士紧随在后，鼓声震天，奋勇向前，曹操军阵势大乱，曹操于是退走。
不过黄盖虽然立下了大功，但过程并不好受。据记载黄盖在战争途中不幸被流矢所中堕下水中，被救起时，吴军居然认不出是黄盖，将他安置在厕床中。黄盖惟有自己大叫呼叫韩当，韩当发现他时，流着泪地解开他衣服，才得以保留性命。
在《三国志》和《江表传》中赤壁之战的记载基本一致，曹操都是因为中了黄盖的诈降之计而被孙刘联军轻松击败。
《三国志·郭嘉传》里有曹操主动烧船的记载，其原文为“后太祖征荆州还，於巴丘遇疾疫，烧船”。这里很可能是曹操在被黄盖火烧之后，自己又加了一把火，防止船只落入周瑜、刘备等人的手里。另外，也有船只为刘备所烧的记载。
这一战虽然曹操军兵多将广，人多势众，但基本没能对孙刘联军形成什么有效的威胁，在水战中完全不是其对手，其优势完全没有施展开来，在交锋中更是节节败退，最后被对方以一个诈降之计轻松的击败。
哪怕在官渡之战袁绍输了，但至少也打得有声有色，而在赤壁之战中，曹操基本只能窝囊的挨打受气，没有能表现出自己的任何意图，这一战可以说是非常让人失望的，孙刘联军表现实质上并没有多么出色，曹操会输原因还在自身上。
而赤壁之战的这场战役的结束并没有标着战争的结束，曹操虽然走了，但周瑜和刘备还要继续，因为他们还没能完全解除曹操的威胁。
