军情紧急，周瑜决定孙刘联军即刻沿长江西进迎敌。
现在，长江上就有两支大军相向而行了：从上游顺江而下的是曹军的西部兵团，由曹操亲自率领；从下游逆流而上的，是孙刘联军，由周瑜指挥。
一方志在必得，一方斗志昂扬，两支大军终于在长江上相遇了。
曹军的水军一旦弃船登岸战斗力大减，加上有不少人得了病，有不少做了俘虏。慌乱间曹操做出了一个算是比较奇怪的决定，他没有向北撤，而是向西撤，这也许并不明智。
但是，周瑜却不想在长江边上过年，这样的年他过不起，处于绝对劣势的一方必须出奇才能致胜，于是他给曹操演出了诈降计。这不仅需要高超的表演天赋，更需要极大的冒险精神。周瑜赌了一把，因为他没有更好的办法。最后，他赌赢了。
一般来说，现在公认的地方是湖北省蒲圻县，如今该地已改名为赤壁市。如果从曹军出发地江陵算起，以曹操的目的地夏口（今湖北武汉）为终点，蒲圻赤壁大体位于其四分之三处，曹操率水军走了四分之三的路，眼看快到夏口，遇到了周瑜率领的孙刘联军。
相遇的这个地方，名叫赤壁。
十二年前，刚刚挑起家族事业重任的孙策向张求教，张向孙策提出了著名的“江都对”；前不久，刘备向诸葛亮求教，诸葛亮提出了更著名的“隆中对”。在这两份战略规划书里都提到了荆州，其支点就是占据荆州，然后谋求发展，而眼下即将开战的这一仗，将决定他们提出的设想是现实还是空想。
然而，正史对这一仗的记载却十分简单，全部检索出来也就那么几段：
《后汉书汉献帝纪》：十月一日，发生了日食。曹操率水军讨伐孙权，孙权命周瑜将其击败于乌林、赤壁。（冬十月癸未朔，日有食之。曹操以舟师伐孙权，权将周瑜败之于乌林、赤壁）。《三国志武帝纪》：曹操率军到达赤壁，与刘备交战，失利。这个时候发生了大瘟疫，将士死了很多，于是撤军。（公至赤壁，与备战不利。于是大疫，吏士多死者，乃引军还）。
不过，最后总算连滚带爬地撤到了江陵。
《三国志先主传》：刘备和曹操战于赤壁，把他击败，烧了他的战船。之后与吴军水陆并进，一直追到南郡，此时发生了瘟疫，曹军死了不少，曹操撤回北方。（与曹公战于赤壁，大破之，焚其舟船。先主与吴军水陆并进，追到南郡，时又疾疫，北军多死，曹公引归）。
此外，《三国志》的《甘宁传》《吕蒙传》《黄盖传》和《关羽传》等也记载着赤壁之战的内容，但也都是寥寥数语而已。
然而，对于这一把大火，大家都缺少必要的准备。曹操做梦都没有想到，对周瑜或者刘备来说，固然想到了，但没有想到的是这一把火会这么厉害，居然把曹操一口气烧得大败惨败，曹军开始全面溃退。
这些记载不仅十分简单，而且有多处自相矛盾。关于战斗发生的地点，除了赤壁以外，又出来个乌林，此地位于如今的湖北省洪湖县，在长江以北，与赤壁隔江相望；关于作战对象，有说曹操与刘备交战的，有说曹操讨伐孙权的；关于战斗的结果，有说曹操被打败的，有说曹操自己撤退的。
相比较而言，《三国志周瑜传》对这场著名战役的描写最详细，人们了解到的关于这场战斗的史实，基本上都是出自这里：
这个地方的具体位置历来颇有争论，归纳起来竟然有二十多种说法，比较集中的有五种，包括蒲圻赤壁、江夏赤壁、汉阳赤壁、汉川赤壁、嘉鱼赤壁等，它们不仅有在长江上的，还有在汉水之上的。
《江表传》记载与此大致相同，它保存有黄盖写给曹操的那封诈降信原文。同时记载说，曹操吃不准这封信是真是假，还特地召见信使，亲口对他说：“如果这封信是真的，将大大奖赏你，封你的爵位将超过其他人。”
《江表传》还补充了一些细节，比如说黄盖装在小船上的干草是荻草，浇上的油脂是鱼油，蒙在外面的布幔是红色的，当时刮的风是东南风等。
但是，这些有限的记述与一场如此著名的大战还不相符，这不免有点奇怪。
根据上面这些记述，此战中曹军遭遇了严重的疫病。由于大范围的疫病在曹操将士中蔓延，造成曹军严重减员，战斗力下降得很厉害，这是曹军失败、并且在失败后不能有效组织防守反击的最重要原因。
但这是一种什么病呢？过去一般都认为是血吸虫病。血吸虫是一种寄生虫，人一旦感染，就会出现发热、斑疹、丘疹、腹泻、腹水、腹痛、肝肿大等一系列症状，致死率很高。这种病不经治疗无法自愈。
血吸虫喜欢生活于多水地区，病虫依靠水源传播速度很快。湖北省的阳新县二十世纪四十年代有多达八万人都死于血吸虫病，毁灭村庄七千多个，制造了许多“无人村”“寡妇村”“棺材田”。
事实也是如此，对于曹操来说，他根本没打算在这个叫什么赤壁的鬼地方打一仗，根据他此前的部署，曹军西部兵团和北部兵团两路夹击，目的地是夏口，距此还有一段路程。
但也有人怀疑这种说法，因为血吸虫病有一个潜伏期，大约在八至十周左右，曹军士兵在长江上行进总共也没有么长的时间，这是疑点之一。另外，血吸虫在寒冷的季节发育缓慢，冬天一般不是其大规模爆发的时间。
于是，有人提出了另外两种观点：疟疾和流行性斑疹伤寒。对于这个问题，目前学者仍在考证和研究之中。
曹军士兵多来自于北方，水土不服，对疾病的抵抗力低，防护流行性传染病的意识也差，一旦疫情蔓延就无法控制。
所以，当曹操在江面遭遇失败后，他并没有慌乱，甚至也没有放在心上。他很快在乌林建起了水陆两军大营。这时候，曹操的心情还颇好，据考证，组诗《短歌行》中的第二首《对酒当歌》就是在水营战船上聚会时写的。这首诗写道：
北部兵团主力有七个军，还有荆州降将文聘率领的水军，这两路大军会合后才准备痛痛快快打一仗，至于跟刘备打还是跟孙权打，曹操都不在乎。
而北部兵团的行踪更是有些诡异，这支人数众多的部队在赤壁之战发生时处于什么位置呢？是已经到达乌林与曹操亲率的西部兵团会合了，还是仍在行军的路上？
从种种迹象来看，这支部队应该还在预定的行军路上，也就是在汉水一线，他们的目的地是江夏郡的夏口，本来曹操率领的西部兵团也是奔夏口去的，他们计划在夏口附近会师。被迟滞于赤壁是曹操没有料到的，所以北部兵团事先并没有接到改变行军路线来乌林会师的打算。曹操在长江上与周瑜的水军初一接触吃了败仗，于是退到长江北岸的乌林，在此扎营，这个策略是正确的，他下面要做的就是重新调整部署，让北部兵团火速向这里靠拢。如果两大兵团实现会师，周瑜再聪明，老天爷再帮忙，孙刘联军想战胜曹军胜算都不会太大。
此时是建安十三年（208年）农历十月。
对酒当歌，人生几何？譬如朝露，去日苦多。
慨当以慷，忧思难忘。何以解忧，唯有杜康。
青青子衿，悠悠我心。但为君故，沉吟至今。
呦呦鹿鸣，食野之苹。我有嘉宾，鼓瑟吹笙。
明明如月，何时可掇。忧从中来，不可断绝。
越陌度阡，枉用相存。契阔谈宴，心念旧恩。
月明星稀，乌鹊南飞。绕树三匝，何枝可依？
山不厌高，海不厌深。周公吐哺，天下归心。
这首诗意蕴沉雄、情调激昂，有哀伤、有沉思、也有进取。诗的想象丰富，语言老练，浑然天成，可以说是曹操诗歌最有代表性的作品之一，也是那个时代诗歌的最高峰。
从诗中可以看出作者仍然信心十足，一副天下尽在掌握的感觉，不像是打了败仗后写的。这种心境，与官渡之战期间曹操担忧、烦闷、头疼病时常发作的情况完全两样。
因为曹操没有把初战失利当回事，他在等待北部兵团的到来，他甚至做好了在这里过年的打算，此时离建安十四年（209年）也就一个来月了。
仅有上面这些史实似乎勾勒不出来赤壁之战的全貌，但史实的确如此，看起来不像一场有谋划的大战役，倒像一场没有准备好仓促打起来的遭遇战。围绕这场大战的其它故事，如舌战群儒、借东风、草船借箭、蒋干盗书、周瑜打黄盖、关羽义释曹操等，都在史书上查无出处。
《三国志吴主传》：周瑜和程普为正副总指挥，各率一万人，与刘备一块儿进军，和曹操遭遇于赤壁，大破曹军。曹操把剩下的船烧了，之后撤退，士卒中发生了饥饿和瘟疫，死了一大半人。（瑜、普为左右督，各领万人，与备俱进，遇於赤壁，大破曹公军。公烧其馀船引退，士卒饥疫，死者大半）。
刘备的主力多驻扎在江北一带，他指挥关羽、张飞、赵云等人四处出击，截杀曹军。
双方相遇于赤壁，此时曹军中发生了疫情。刚一交战，曹军就败退了，曹操下令在江北扎营，周瑜率军在南岸。周瑜的部将黄盖说：“现在敌众我寡，难以持久。我发现曹军船舰首尾相接，可以采取火攻。”于是找了数十艘小战船（蒙冲斗舰数十艘），里面装上柴草，浇上油脂，外面裹上帷幕，上面再插上牙旗。黄盖先给曹操送去封信，要诈降。然后黄盖将准备好的轻舟系在大船后面，一块儿前进。曹军将士伸着脖子都在那里观望（公军吏士皆延颈观望），以为是黄盖来投降。黄盖趁机放出诸船，同时点火。这时风很大，火船顺风向全部冲向曹军水营。顷刻之间，烟火张天，人马烧死和落水溺死的很多，曹军大败，退保南郡。
由赤壁对岸的乌林往西，就是茫无边际的云梦泽，到处是河湖、沼泽湿地，行动起来很不便。西边是江陵，有曹仁在那里驻守，曹操大概想率败兵尽快与曹仁会合。
但江陵距此尚远，从地图上看，他应该向北穿越云梦泽，迅速向汉水方向靠拢，那里有正在南下途中的北部兵团。曹操与他们会师后，甚至可以迅速展开反击，不必休整即刻可以杀个回马枪，反败为胜的几率也很大。
曹操是没有地图，还是在慌乱中来不及看？他也许想，部队是从江陵来的，还要退到江陵去，结果吃了不少苦头。
据记载，曹操率败军用了四天时间才走到华容县境内，道路泥泞，天气转坏，刮起大风，曹操下令让士兵背着草，遇到有水的地方填上草，马匹才能勉强通过。其间大家争先恐后，人马相撞，老弱病残的士兵被战马踩踏，有的陷入沼泽中，又死了不少人。
这是一场决定天下形势的重要战役，如果曹军取胜，天下大局可定，一个统一的王朝指日可待；如果曹军不能取胜，下面的局势如何发展，则很难预料。
赤壁这一仗，曹操算是败惨了。