东汉末年到三国时代，雄踞各方的军事强人，无不想尽办法拓展自己的势力范围，冷战热拼，勾心斗角，无所不用其极。由于长期战乱，实用军事学的兵法非常受到重视。特别是兵学始祖《孙子兵法》，更成为大家争相研究的典范。曹操本人所著的《集解注孙子》（又称《魏武帝注孙子》），便被公认是历代注解《孙子》中，最优秀的经典名著。
孙子在其兵法的第十二篇，以专题讨论注释“火攻”的技巧，认为这是最具毁灭性的奇袭战术，也是短期战最有效的手段，尤其是以寡击众时，采用火攻，正是上上之策。
细心观看三国时代的战例，我们可以发现不少重要战争都是以火攻反败为胜的。例如黄巾起义时，镇守司隶军区的皇甫嵩，便是以火攻击溃兵力十倍于他的“天公将军”张角大军的；官渡大战时，曹操以火攻烧毁袁军储存在乌巢的军粮，瓦解袁军士气，扭转了初期对峙中曹军在兵力上的弱势；刘备退入荆州投靠刘表前，在博望坡放火大败夏侯惇的征讨军；东吴陆逊在秭归之役，大败刘备为关羽复仇的东征蜀汉大军，也都是采用火攻奇袭战术奏效。
孙子在《火攻篇》中写道：“发火有时，起火有日。时者，天之燥也；日者，月在箕、壁、翼、轸也。凡此回宿者，风起之日也。”
曹操大军乘胜追击，以其在兵力和战船上的绝对优势应是胜券在握，但深藏在周瑜肚子里的决胜王牌，便是火攻。
火攻最重要的是天时，特别是风向和风力。长江水面上经常风起云涌，风力倒不是问题。但是赤壁之战前夕，已接近农历十一月上旬，华中地区早进入寒冬，冷气团由西北南下，所以吹的都是强劲的西北风，曹操的巨大船队是由长江倾流而下，属上风方位，东吴的船舰则属下风位置，如果运用火攻，周瑜不是反烧到自己的部队了吗？这便是野史上最有名的“万事俱备，只欠东风”。
由于诸葛亮深通天文学和气象学，所以能预知东南风的到来，硬把“功劳”往他头上记，其实这种可能性亦极低。古代的军师，懂得天文以及气象学的应不在少数，曹操在远征大军中，也必然有这方面的专家。凭这种气象学上的常态因素，要欺骗军事天才曹操，绝对是不可能的。
但如果这只是偶然因素，周瑜为何会大胆地采用火攻战术，而且又如此有自信地调动军马，选择此特定的时空，与庞大的曹操南征军决一生死，其中必有其道理。
赤壁之战发生在建安十三年（公元208年），农历十一月二十二日夜间到二十三日破晓时刻前。在这以前的数十日间，《史记》记载双方的小股部队在雾夜中发生接触战。曹军由于不习水战，遭到严重挫折，这是曹操下令用铁链组成连环船的主要原因。
在那几天前的凌晨时刻，赤壁附近长江水面上显然有浓雾。这种凌晨的浓雾，常会带来大晴天。随后曹操又于大战前夕（大约是农历十一月十五日前后），在船上兴办宴会以鼓舞士气，在酒会中，曹操即兴创作《短歌行》助兴，其中便有“月明星稀，乌鹊南飞”的诗句，表示当时必是万里无云的晴天。
从这些片段的天时资料中，我们可以判断，在赤壁大战的前数天，可能出现过连续的大晴天，气温也势必升高了不少，加上这一带正是长江的急转弯处，其位置又是中国第二大淡水湖潘阳湖的正西北方，这些因素凑在一起，的确最容易发生临时性的地形风。
原本由中国大陆西北高压带来的西北季风，因气温突然提升，使赤壁东南方潘阳湖附近地带的温度提高不少。潘阳湖湖面相当宽广，水有调温功能，所以湖面上的气温必远低于西北的陆地。依气象学原理，气温到某种差距时，湖面上的冷空气会向气温较高的陆地移动，这或许便是东南风形成的真正原因吧！
赤壁战役后，长江北岸开始下大雨，想必也是来自湖面多湿的空气，碰到乌林的森林时，冷却而形成的地形雨了。
周瑜一向有“顾曲周郎”的雅号，表示他的直觉记忆力极好，观察力敏锐，联想力又特别的丰富，加上素有搜集情报的习惯，相信他早就知道，赤壁一带在十一月中旬，每年都会出现数日温度较高的大晴天，并且必会产生临时性的东南风。尤其以长江水面，发生的概率最大，风力也最强。周瑜所有的布局策略，似乎是据此而设计的。这种临时性的地形风，每次出现时，或许都只有短暂的一两天，甚至数小时而已，所以一般人不会去注意，气象资料上也不会有记载，想要欺骗军事天才曹操，这可是唯一的秘术了。
日后，黄盖向曹操献诈降书时，并未指定倒戈起义的日期。而且周瑜的军队，在曹操于赤壁附近完成连环船的部署时，反而立即改采坚守战术，不再有积极作战的行动，似乎便是在等待东南风的出现。
由于长江风浪很大，不习水战的北军容易晕船，几次初步的小型接触下来，吃了东吴水军不少暗亏，因此在幕僚人员的建议下，乃将所有的主力战舰用铁索连在一起，再由小型船在旁边组成护卫队，这便是所谓的“连环船”。
果然，在连环船上的北军，稳固得有如在陆地上，士气因而大振。当时程昱、张辽等先锋将领，也表示应严防对方火攻。但曹操表示西北风正强，周瑜若发动火攻，不但无损于西北方的曹营战舰团，反而可能烧到东吴在东南方的船舰。
连环船组成后，水上的强弱形势瞬间逆转，曹军作战力量大增，东吴的小型船队根本靠近不了。
当周瑜由后方训练总指挥，调任为东吴军前线统帅时，原东吴水军最资深的老统帅程普强烈不满，进而引发少壮派将领甘宁、周泰和元老级将领黄盖、韩当等意见和情绪上的严重冲突。聪明的周瑜对这种事总是故意装作不知道，一切秉公行事，绝无偏颇，使尚识大局的程普感到不好意思，亲自到周瑜营中表示歉意，周瑜自然好言相慰，不作计较。
这件事情本来已告结束，但东吴军中老壮不和的情报，却已传入曹操耳中。
为了应付即将发生的生死大对决，周瑜调动最熟悉长江特别是赤壁一带天候、地形、水势的元老级将军黄盖和韩当镇守第一线，并在赤壁东南岸边布营。黄盖一向细心又有丰富经验，可能也看出周瑜有意利用临时性的东南风发动火攻，因此当他看到曹操采用连环船战术时，立刻秘密晋见周瑜，提出一个超级大胆的攻击方案。
黄盖建议由他自己率领几十艘小型快艇，携带干柴、硝黄、膏油冲入曹操的连环舰队中，周瑜当场批准。接下来是如何让曹操相信黄盖的投降，也就是说，要用什么方法，可以使在东吴营中活动的曹军间谍，把这项情报传入曹操的耳中。
正史对此活动的进行无任何记载，但罗贯中在《三国演义》中描写“周瑜打黄盖”的苦肉计，的确脍炙人口。接下来，黄盖派遣善辩又有胆识的食客阚泽，秘密送投降书给曹操。信中表示江东文武官员均主张和曹操和谈，只有周瑜、鲁肃和少数少壮派将领积极主战，双方芥蒂已深，因此他准备在东吴水师出阵之日，以先锋舰队及时倒戈，引导曹营兵马，直接攻入周瑜大本营，控制住少壮派军营，以减少不必要的死伤。
曹操对黄盖的投降虽深表疑虑，但对自己所制造出的声势和震撼人心的效果，倒是信心十足。另一方面，情报人员又提供了不少东吴元老重臣张昭强烈主和的消息。东吴军中元老及少壮派严重不和的现象，早成半公开的秘密。更何况只要不发生火攻，就是让黄盖的战船接近，也不会有太大的伤害。
在权衡各种情况后，曹操只询问黄盖信中为何没有起义的日期？阚泽表示，黄盖并非统帅，而且素与周瑜不和，如何能确知东吴水军出师的日期？提供错误情报，不如没有情报，比较不会导错方向。因此双方约定，以画有“龙”的战旗当信号，当黄盖亲率插有此战旗的快速船队开向曹营时，便是东吴水军发动攻击和黄盖倒戈行动的开始。
尽管《三国演义》把诸葛亮在赤壁之战的表现，描写得活灵活现，好像他主导了所有的战局，曹操和周瑜都在他的摆布中。但历史中实际的诸葛亮，在这段期间，除了孙刘联盟外交工作的协商及谈判外，其实没有什么是他可以主动去负责推动的。在这场存亡关键的生死战中，作战缺乏经验的诸葛亮，大多时候只能冷眼旁观而已。还好这场“战争舞台”的主角，不论周瑜、鲁肃、曹操或刘备都是当代第一流人才，他们倾尽所能的演出，使诸葛亮上了一堂相当不错的“在职训练课”。
自从由柴桑返回樊口，诸葛亮全力协助刘备做好陆上作战的准备工作。依周瑜全盘战略所做的任务分配，水上作战完全由东吴军负责，陆上的第一阵线攻击也是由东吴陆上部队负责，刘备军只作第二阶段攻击任务，截断退却的曹军而已。因此，一旦赤壁大战的水战序幕开锣，刘备军便立刻向西北方向移动，渡过汉水后，由赵云、关羽、张飞分三路人马，设法由夷陵及华容道截断退却中的曹操主力部队。
刘备自然只得听从周瑜的任务分派，全心全力做好配合事宜。但诸葛亮在冷静观察全盘情势后，却提出了不同的建议。他认为刘备只分配到二流任务，即使打胜了，只能获得二流的战功和战利品，这样下来一定会白忙一场的。何况凭刘备和东吴在北岸的少数陆上部队，想击溃退却中的曹军根本不可能。因此，他认为刘备应趁乱浑水摸鱼，去争取一些战利品。至于周瑜的指令，只要虚晃一招即可，不可太损耗自己的兵士，以保持后续工作上所需要的实力。
诸葛亮认为江陵是最重要的目标，但也是曹操和周瑜关心的焦点，因此不妨鼓励周瑜全力夺回江陵，至于刘备的真正目标，则应趁机平抚长江以南的荆州郡县，先让自己有一个立足的地盘，荆州的光复或许指日可待。
建安十三年，农历接近十一月二十二日黄昏，风向逆转，晚上戌时时刻（九时左右）东南风渐强，黄盖的数十艘快艇出发，展开了决定三国鼎立局势的“赤壁之战”。
曹操的连环船着火后，立刻退入北岸营区，但风势太大，不久连陆上营区也着火了。陆上的部队，又遭到东吴陆上部队及刘备军夹击，逐渐有抵挡不住的现象。严重的是，若陆上的乐进大军被迫后撤，曹操在乌林的军队和江陵的通路，随时有被切断的可能。
为了避免不必要的伤害，曹操决定不入江陵，而改由华容道直接退回襄阳。他下令程昱军重新编组，作为撤退的先锋部队，张辽和徐晃军损失不大，重行编组后，在乌林一带布防断后，以争取曹操和大批幕僚人员有足够时间安全地撤回北方。
曹纯的虎豹骑则迅速支援乐进，以巩固华容道上的安全。接着他以书信指示布守在江陵城的贾诩和满宠，直接撤回豫州，军队交由曹仁指挥，尽量坚守江陵城，但若孙刘联军压力过大，仍随时准备撤回襄阳。
赤壁大战中，曹操方面真正遭到击溃的是荆州水军和程昱的先锋军。张辽及徐晃的主力军，由于曹操见大势已去，便下令提早撤离，所以损伤还算不大。陆上方面，曹纯的虎豹骑为了固守大本营后方，损伤惨重。护卫乌林和夷陵的乐进大军，在吕蒙、凌统及刘备的轮番攻击下，几乎全军覆灭。但骁勇的乐进毫无惧色，即使只剩下少数亲卫，他仍勇敢地坚守岗位，奋战到底。至于江陵的守卫部队曹仁大军及镇守襄阳的曹洪部队，几乎毫无损伤。
究竟是什么原因，使曹操进行这种几乎是落荒而逃的五百里长程大撤退呢？
其实，更令曹操担心的是北方防务，如果战败消息传出，北方原属袁氏的州郡和西凉大军，势必趁机蠢动，甚至可能会联合许都的汉室公卿朝臣反叛。到时候，十年来的辛苦经营会化为泡影。因此，曹操必须在情况尚未恶化前，赶回北方坐镇。
不过，由华容道转荆州襄阳的撤退行动并不轻松。十一月二十三日午时，下了一场大雨，华中地区气温骤降，空气潮湿而寒冷，道路更是泥泞不堪，车马难行。
曹操下令由生病无法作战的军士每人抱一堆草，走在前面铺路，才使程昱临时组成的骑兵队，得以护送曹操勉强通过，据说跟随曹操第一批抵达襄阳的先锋部队，三百骑都不到。张辽和徐晃两个军营，在撤退中损失不少兵士，乐进和曹纯两个人更几乎是拼着命才勉强逃回来的。
撤退的耻辱，比战场上的惨败更令人觉得丧气，虽然撤退途中并未被敌军追及，但风声鹤唳的心情，使将士损失大半，损失几乎比战场上还要严重。对曹操本人而言，这是空前未有的打击。
《三国演义》中描写，诸葛亮曾派赵云、张飞、关羽，在预伏的地点袭击曹操的退兵，让曹操落荒而逃，其中尤以关羽在华容道义释曹操一段，更为无稽和荒唐。其实刘备的兵马自知实力有限，抱着“归师勿遏”的心理，根本未曾认真想过追击曹军。特别是诸葛亮以“旁观者清”的立场，在进行一场比《三国演义》杜撰故事更为精彩的“阴谋巧计”——夺取荆南四郡。
也许是第六感，诸葛亮从江东回来后，便相当确信周瑜必可以击败曹操。因此，当刘备和关羽在安排万一赤壁水战失败，能安全脱身的退路时，诸葛亮倒相当积极地思考战胜的善后工作。
由于所承担的战争任务太少，诸葛亮相信即使打赢了，刘备阵容也分不到什么战利品，甚至有可能沦为寄人篱下的可怜虫。因此他认为与其等待别人的恩赏，不如靠自己去夺取的好。
赤壁之战结束后，首先光复的荆州郡县，便是长江北岸的南郡。诸葛亮建议刘备，向孙权争取让刘琦继任荆州牧。由于刘琦乃刘表长子，基于义理，孙权只好答应。当然，刘琦既是州牧，南郡顺其自然，便暂时纳入刘备军营的管辖了。
紧接着，诸葛亮希望周瑜能将注意力放在江陵以北的荆州区，特别是由曹仁据守的军事重镇——江陵。
在赤壁战后的第一次孙刘联合军事会议中，刘备建议道：“曹仁镇守的江陵，粮食及武器贮存甚多，必须利用曹军未稳定前尽快攻陷之，否则曹仁一旦在江陵安定下来，整个荆州便不易光复了。”
周瑜：“刘豫州，您对荆州较熟悉，依您的看法呢？”
刘备：“曹操在荆州地区的信誉已失，不如立刻加大压力，逼他们撤退。我派张飞的一千名部队前往协助您，也希望您分我两千人马，表现我们双方仍联手作战，来制造声势。您由正面进击江陵，我沿着夏水进入其背后，相信在内外压力下，曹仁一定会很快撤退的。”
周瑜很干脆地答应了刘备的计划，并且立刻付诸行动。
建安十三年，十二月寒冬。周瑜率领赤壁之战的原班人马，向江陵发动攻势。
不过，曹仁不但没有很快撤退，反而顽强抵抗了好几个月。东吴军这一次打得非常辛苦，周瑜亲自指挥正面攻城战，丝毫占不到一点便宜，反而在曹仁发动的几次突击战中，损失不少将士。
猛将甘宁建议另辟夷陵战场，用以牵制曹仁军队，瓦解其抵抗意志。但这一支军，却又遭到曹仁声东击西战术打击，几乎全军覆没，甘宁仅以身免。双方对峙一年余，让周瑜头痛不已。
在最后激烈的攻城战中，周瑜右肋中箭，伤势严重，但为鼓舞士气，乃令人以木棒支撑其身体，使能坐镇大本营指挥作战。曹仁慑于周瑜的气势，又担心刘备的游击军切断其后路，乃依照曹操事先指示，弃守江陵，撤退到襄阳，以重新整顿防线。
周瑜的箭伤一直未能治愈，加上公事繁重，无法静养，一年余后，伤势恶化，病逝行营中。
江陵会战期间，刘备和张飞在北方协助东吴军作战。诸葛亮则带领关羽和赵云的部队，配合刘琦的江夏大军，以南郡为根据地，向南征讨荆南四郡——武陵郡、长沙郡、桂阳郡及零陵郡。
荆襄陷落时，荆南四郡虽未遭到曹军占领，但原则上，他们都接受刘琮当时的指令，向曹操表示投降。
武陵郡由于郡守弃职逃亡，曹操命令该郡重臣金旋接任太守之职。
在诸葛亮的规划下，关羽袭击武陵及长沙，赵云攻打桂阳和零陵。
在赵云的软硬兼施下，零陵太守刘度首先投降。
关羽则在长沙郡陷入苦战。长沙太守韩玄，据险坚守。幸赖原荆襄城投奔将领魏延，说服长沙军将领黄忠反正，才逼得韩玄不得不投降。
黄忠字汉升，南阳人，擅长骑射，深为刘表器重，任为中郎将，辅助刘表侄子刘磐驻守长沙攸县，监军荆南诸郡。曹操接掌荆襄时，留其任，驻屯于长沙，协助太守韩玄。关羽军到时，黄忠亲自抗御，关羽不能胜。后在魏延劝告下，了解刘表本有意让刘备接掌荆州，乃全军向关羽投降。
魏延字文长，义阳人，善养士卒，勇猛过人，深得部属敬重，同僚人缘却不佳。荆襄城破前，曾追随刘备，但失散，乃南下长沙，投奔黄忠。
这两人日后都成了刘备阵营的大将。
长沙郡归并刘备统辖后，武陵太守金旋陷入孤立，只得向关羽投降。
赵云的军队到达桂阳郡时，桂阳太守赵范见赵云姿颜雄伟，做事应对严谨有分寸，乃有意结好之。他除了自动迎接赵云入城，并有意将他“素有国色”的寡嫂樊氏许配给赵云。
但赵云却正色表示：“你我同为赵姓，你的兄长便是我的兄长，你的嫂子也是我的嫂子，此事万难从命。”
不少幕僚人员，以为这是件美事，何况樊氏美艳又贤淑，都劝赵云纳之，甚至诸葛亮也有此意。赵云只好坦然告之：“樊氏之美固然难得，但赵范是被迫投降的，桂阳并未真正安定下来，赵云怎可因一美人而耽误正事。”果然赵范不久后就逃亡了，赵云只好对此事一笑置之。
以当年关羽随刘备攻陷吕布之下邳城时，一再向曹操要求，城破之日，请将吕布吏秦宜禄之妻杜氏送他为妻一事，和桂阳郡事件比较起来，赵云要贤于关羽甚多。
荆南四郡被刘备阵营并吞的消息，相信必传入孙权和周瑜的耳中，但江陵战事正炽热，何况刘备本人也正在夷陵附近协助东吴军，孙权和周瑜只好暂时睁一只眼闭一只眼了。
不过，从日后江陵战事一结束，孙权立刻任周瑜为南郡太守，程普为江夏太守，公开表明要刘备归还南郡，显示孙权和周瑜对刘备囊括荆南四郡一事，心里相当的不平衡。
严格来讲，赤壁之战中，曹操和孙权大军双方的胜负并不大，曹操的南征大军虽被彻底击败，但真正的损失却不多，只是丧失不少新占领的荆州领地而已。
反观东吴方面，虽在赤壁获得大胜，但在随后发生的江陵战役中损失不少，特别是天才军事家周瑜身受重伤，导致日后的遽逝，而却只在战后获得荆州东部三个郡县，其实是得不偿失。
收获最大的应算是刘备，虽然在后来被逼归还了一部分南郡，但在诸葛亮规划下，趁机囊括荆南四郡，不但使自己的事业起死回生，而且也得到日后打天下的最重要根基。
