周瑜大惊：“此人如此多谋，使我寝食难安。”
鲁肃说：“当务之急，是联合破曹。待破曹后再图未迟。”
周瑜只好作罢，急令黄盖率火船顺风望曹船诈降，放火烧船；命甘宁带着蔡中，尽打曹军旗号，沿南岸深入曹军乌林旱寨，直取屯粮之所，举火为号，火烧乌林；差人速往西山点燃号炮；其余众将分为五路，待号炮响时，先斩蔡和祭旗，然后水路并进，全面进攻。
接下来便是，黄盖靠近曹军连索大船，点燃火船，乘风急速扑向曹军水寨，火借风势，风助火威，曹军战船尽皆起火；甘宁冲入曹军旱寨，杀了蔡中，烧了粮所，四处点火，乌林陷入一片火海之中。
曹军战船被烧，正危急间，被张辽急救上岸，引残兵败将仓皇而逃，又遭诸葛亮在数处险要路隘伏兵掩杀，直至华容道，幸亏关羽仗义释放，方得脱险，回顾所随，只有二十七骑。
曹仁引一彪军马将曹操接应到南郡暂歇，置酒宽慰压惊。
曹操忽然仰天大恸。程昱说：“丞相于虎窟逃难之时，及至险要之处，尚笑周瑜智短，孔明谋缺，反而笑引出诸处伏兵，全无惧怯，虽败犹乐，精神可嘉。今脱险到城中，人已得食，马已得料，正须整顿军马复仇，为何反而痛哭？”
曹操说：“胜败乃兵家之常。胜何以骄，败何以馁？吾所哭者，是郭嘉郭奉孝啊！若郭奉孝在，哪能有如此之败？”说罢又捶胸大哭：“哀哉，奉孝！痛哉，奉孝！惜栽，奉孝！”在座谋士皆默然自惭。
赤壁之战，是东汉末年继官渡之战后又一个以少胜多、以弱胜强的重大战役，为三国的形成奠定了基础。《史歌》歌述了赤壁之战经过及其胜败原因：
曹操官渡胜利后，连续进击不间断。
二0五年灭袁绍，统一北方无后患。
二0八年攻荆州，收纳降兵七八万。
刘备兵败退夏口，曹军紧追势危险。
孔明东吴说孙权，舌战群儒利害谈。
唇亡齿寒利相关，孙权同意两军联。
曹军号称八十万，舳舻千里旌蔽天。
声势虽大缺点存，临行还把孔融斩。
马腾韩遂据关西，后方不固心不安。
荆州降兵心动摇，北军南战不习惯。
孙刘仅有五万兵，将士激奋决死战。
赤壁相遇首次战，曹军失利不占先。