官渡戰后他投靠了劉表，被派駐新野，后移駐樊城。他在樊城一面招兵買馬、訓練士卒，一面又搜尋人才，積極壯大自己力量。他曾三顧茅廬，將隱居隆中（今湖北襄樊西）的諸葛亮請出山，作為自己的幕僚，并訪以政事，終于結為莫逆之交。
占據江東的孫權是富春（今浙江富陽）人孫堅次子。孫堅曾因鎮壓黃巾起義之功，升任長沙太守。在軍閥混戰中追隨袁術，后被劉表的部將黃祖所殺。長子孫策代領部曲，始向江東發展。孫策死后，孫權襲領舊部，經過苦心經營，勢力漸強。
當劉備聽說曹操率軍經樊城向江陵進發的消息后，因兵力單薄，遂向南撤退。行至長坂（今湖北當陽境內）被曹軍擊潰，使折而向東，在樊口（今湖北鄂城西北）與劉琦會合。為了聯合江東勢力抵抗曹操，劉備派諸葛亮赴柴桑（今江西九江西南）會見孫權。
孫權接到曹操在江陵給他的關于要‘會獵于吳‘的書信后，當即召集部下商議。但部下中的主降派和主戰派卻各執己見，互不相讓。孫權雖力主抵抗，但由于受到投降派的壓力，很難決斷。
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諸葛亮抵達江東后，孫權始堅定了抗曹決心，并很快組成了孫劉聯軍，以江東周瑜為統帥。曹操率部東進，在赤壁與聯軍遭遇，初戰失利，便把軍隊撤回長江北岸的烏林，又將船艦首尾用鐵鏈相連，欲使北方的曹軍將士適應水上生活。
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周瑜指示部將黃蓋向曹操詐降，曹操當即應允。于是黃蓋遂率領載有膏油干柴的數十艘蒙沖斗艦，向曹營駛來。時東南風勁吹，船行迅疾，快要接近曹軍船艦時，黃蓋令部眾放起火來，蒙沖斗艦猶如火龍直沖曹營。
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曹軍首尾相連的船艦當即著火，并引燃了烏林營壘。曹軍大亂，人馬被燒和溺死者甚眾。周瑜又指揮聯軍水陸并進，乘勝追擊，曹操慌忙率殘部逃回江陵。
曹軍數量雖多，但內部并不統一，收編的荊州降眾，心懷猶豫，不肯用命；曹軍主力多是北方人，不習水戰，又遠來疲憊，發生病變，戰斗力大減。加之曹操麻痹輕敵，急于求成，放棄了自己的陸戰之長，而就水戰之短；連鎖戰船，給對方以可乘之機；又在倉猝之際，中了黃蓋詐降火攻之計。因此，導致了赤壁之戰的失敗。
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赤壁兵敗以后，曹操曾主動放棄江陵，把戰線收縮在襄陽、樊城和合肥一帶。接著，他又麾軍西入關中，逐殺了關中隴右地區的軍閥韓遂和馬騰、馬超父子。不久，他又南下漢中，打敗了張魯。為后來曹魏政權的建立奠定了基礎。
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赤壁戰后，劉備占領了長沙、零陵、武陵、桂陽四郡，隨后又向孫權借得荊州。后來，劉備又打敗劉璋，占領益州，為他的建立蜀漢創造了條件。
赤壁戰后的孫權一面同曹操爭奪江淮地區，一面又派兵經略嶺南，相繼占領交、廣等州，勢力擴展到了珠江流域。不久，他又派呂蒙襲殺了劉備的荊州守將關羽，把劉備的勢力徹底逐出長江中游。
至此，三國鼎立的局面基本形成。