之后这一段曹操方面的记载不太清楚，难以还原出曹操每一支军队的进军动态。可以确定的是曹操本部可能还有襄阳方向补充来的部队进入江陵，收编刘表的水军主力数万，准备顺江进攻江夏;理论上沿汉水进军也是可行的，并且可以与江陵水军在江夏合军，但沿线曹操军队的动态不明;所以我们还是关注从江陵顺江进军这一路，其成分是刘表遗留水军和部分曹操本部陆军。孙权方面与刘备合军后兵力也大约有五万人，经过分析可以一战，于是从江夏溯江而上，准备迎战曹操军。双方在赤壁附近遭遇，这个一定要注意，这是一场遭遇战，双方没有预设战场。交战方式是水军对水军，可以看作是对航道控制权的争夺，一般来说这类交战中胜利方可以控制整个航道。双方遭遇后首次交战曹操不利，而且军中已经流行疾病，所以曹操军就在北岸边驻扎;同时周瑜的军队在南岸驻扎，双方隔江对峙。没有证据表明铁索连环，不过这并不重要，总之曹操的战船首尾相接，南边的将军都看出一旦着火很难疏散开。接下来就是周瑜组织反攻，就是大家都知道的黄盖率领船队诈降接近曹操军营，靠近后借风纵火。
这种正面遭遇跟偷袭搭不上边，可以算主力决战，周瑜刘备联军基本上全数出动了，但曹操很可能还有一支主力没有就位。交战后曹操知道已无力占领长江水域，干脆烧毁了余下的战船防止资敌。曹操带去江陵的部分主力部队和收编的刘表水军基本玩完了，除了因为疾疫也有交战导致的伤亡，只是还没有到伤筋动骨的程度。战后曹操从陆地逃跑，回到江陵留下曹仁驻守，自己退回北方。周瑜与曹仁交战一年后打跑曹仁，占据了南郡，也意味着曹操的势力失去这一段长江水道;之后曹操势力边境稳定在襄阳樊城，控制了这一段汉水水路，虽然失败了一场战斗，丢了已占据的荆南和部分江汉平原，但还是保住了北荆州。关羽部在此期间与周瑜部配合，骚扰曹操方面的救援军队，使曹操的军队难以与曹仁联系。因为荆南各郡与曹操部隔绝，刘备趁机占据。至此曹操、刘备和孙权对刘表遗产的瓜分告一段落，至于之后刘备与孙权的冲突是后话了，反正三方都有收获，最倒霉的是刘表。
曹操军急忙往西边云梦泽撤退，途中曾迷失道路。再走通往华容的道路返回，当时道路泥泞，天又刮着大风，曹操令虚弱的士兵用杂草来铺路，骑兵得以通过，而虚弱的士兵被撤退的人马所践踏，陷入泥中被活活踩死。周瑜、刘备水陆并进，趁胜追击。根据判断周瑜的陆军应该紧跟着曹操撤军之路追击，水军逆流而上直取江陵。刘备、黄盖的水军则进入洞庭湖，黄盖军转入沅江夺取了武陵郡的治处临沅，被孙权任为武陵太守。刘备逆湘江进攻长沙的治处临湘，韩玄大概没有抵抗就已向刘备投降。与此同时孙权和张昭往东出兵，一攻合肥，一攻当涂。曹操逃回江陵后，留曹仁、徐晃、乐进、满宠、文聘等分守各处，令军返回北方。除去在赤壁、乌林损失的部队，曹操在撤退中果断抛弃了虚弱的士兵，当时急忙撤退，没有带走什么物资，还有大量士兵被饿死，整场战争的结果是曹军死伤大半。估计赵俨等七军不在主战场，没有受到直接损失。曹操麾下由许褚、曹休、曹纯等人统领的精锐应变能力最强，骑兵跑遍全中国跑的比谁都快，估计损失不大，最主要的是水军。所以严格来讲尽管曹操大概损失了大约六万到十万兵力，但他的主力并没有太大损失。
