公元208年末，周瑜在樊口与刘备会面以后，即共同赴敌。中国历史上第一次规模巨大的水上战斗，在现今湖北赤壁市西北的赤壁山下展开，这就是著名的赤壁之战。
整个战役分为三个阶段。
第一阶段：赤壁下的小战。
这是赤壁之战的序幕。目的是争夺长江南岸赤壁山下的滩头阵地。由于当时曹操的士兵已经染上疫疾，首次交战失利，曹军退回长江北岸。这次战斗规模虽然不大，但是至关重要。它鼓舞了孙刘联军的战斗士气，打破了曹操在江南建立作战基地的企图，造成了孙刘联军同曹军隔江相持的有利态势。
第二阶段：大规模的水上战斗。
这是赤壁之战的主要部分。在赤壁之战中，周瑜采取的战略方针是速战速决。
周瑜为什么在敌众我寡的情况下，采取的却是速战速决的方针呢?一方面是曹操为抓紧刘表死去的时机夺取荆州，昼夜行军、作战，轻骑一日一夜三百里，战线已经拉长，军队已经疲劳。特别别是北方战士不习南方水土，军中疫病流行。在这种情况下，敌军人数虽多，但是战斗力已经大为削弱，正是决战的好时机。
另一方面荆州新近依附曹操的水、步军七八万人，军心不稳，战斗力不强。但是时间一长，曹操会在这部分人众中加强组织工作，那时这部分人众将由曹操的消极力量变为积极力量。特别是荆州原来的水军，一且为曹操完全控制，将变成孙刘联军的大敌。所以，必须在曹操还没有能完全控制荆州新近依附的力量的时机，同曹操进行决战。
怎样同曹操进行决战呢?当时，曹操的水军有数以千计的大小舰船，为了防止风浪颠簸，这些船分别用铁环连在一起，首尾相接，像一座水上长城。以一般的水战方法向这样庞大的水上堡全群发动攻击是难难以取胜的劣势战胜优势、弱军战胜强军的重要方法是充分发挥自已的战争灵活性，以自己的强点向敌人的弱点进行出其不意的攻击，一战战而胜，再及其余。
周瑜正是这样做的。他的战斗方案是利用水面、气候以及敌人舰船连结在一起，既集中又行动不便的特点，向敌人发动突如其来的火攻，先烧毁曹操的船只，造成敌人的慌乱被动，然后乘机掩杀。
他选择东南季风到达长江水面的有利时间，叫东吴老将黄盖去向曹操诈降，然后再用许多船只装满薪草膏油等引火物，披上伪装，向曹操的水军大营进发。船到大江中心张起帆来，大声呼喊：“黄盖来降!”曹军官兵以为黄盖真来投降了，纷纷出来观看。在船行到离曹军水军只有两里地的时候，各船一起点火，随船的东吴士兵从船上退走，让着了火的船只乘着东南风直向曹军的船队猛冲过去。这时，火越烧越烈，风越刮越大。着了火的船只像离了弓弦的箭一样径直插入曹军水营的船队中间，马上烧着了曹军水营的大船，引起熊熊大火。曹军的船队因为首尾相接，一时分解不开，无法自救一会儿连岸上的营盘也着了火，火焰冲天，曹营顿时大乱，人马被烧死的、溺水而死高的多极了。
周瑜和刘备各自指挥自己的人马从火路中拨出通道，勇猛向敌人冲杀过去，呐喊声、擂鼓声，震耳欲聋，曹军全线崩溃。孙刘联军乘机追击，水陆并进。曹操带领败军仓皇逃窜，走到容(今湖北潜江西南)，道路泥泞不通，天又起大风，狼狈之极。他为了逃命，叫瘦弱的士兵背草填路，前面刚填好了路，后面的骑兵就上来了，背草士兵被人马践踏，死于泥中的很多。
这次战斗，曹操的人马被烧死的、淹死的、战死的、踩死的，加上因疾病饥俄而死的，共占全军的半数以上。这是他一生战史上最悲惨的一页。
第三阶段：争夺荆州广大地区的战斗。
火烧赤壁以后，曹操引大军北归，让曹仁、徐晃等大将守江陵、襄襄阳。孙刺联军继续乘胜进攻，先后夺取了曹操占领的荆州各地。曹操的势力被驱赶出荆州大部地区，只在襄阳以北保留了一块基地。
赤壁之战，曹操为什么会败得如此惨。其实拿官渡之战时勇敢、谨慎而多思的曹操，同赤壁之战时骄做、疏漏而大意的曹操作个对比，许多问题就可以看得更清楚了。
官渡之战时，每次作战时，敌人来了多少人，距离多远，他都要计算。粮尽兵乏，是进是退，他都要反复考虑。许攸献计，他同他的智囊团连夜紧急会商。最后，方针确定，他又连夜亲自率领部队紧急出发，当真做到了知已知彼，游刃有余。
赤壁之战呢?他飞扬跋扈，忘乎所以，大大咧咧，什么都不在乎。指挥这样大的战争，他都不制定正确的战略计划，也不作认真的战斗部署。最可笑的是自己的大军同敌人隔江相峙，每时每刻都有进入战斗的可能，但是他竟然连个最起码的抗击登陆的准备都没有。结果敌人一个突然袭击，水上吃了败仗，陆上也立即陷入混乱。那么多部队非但连个后卫战都打不了，逃命时还互相践踏、互相残杀。
更令人不可理解的是那么喜欢用火攻的方法去攻击敌人的曹操，在赤壁之战中却不知道防范敌人的火攻。他竟然不知道“火”是不讲究门阀、党派、集团性的，它可以做你的朋友，也可以做敌人的朋友。过去那样明智的个统帅，现在竟变得这样愚钝，只能归纳为四个字：利令智昏。
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