第三，战争中，孙刘联军战术运用得当，方法灵活，知彼知己，终于以少胜多，取得重大胜利。
双方遭遇之后，刚一交战，本来就遇到流行疾病困扰的曹军更不顺利，只好退据江北。周瑜大将黄盖看到曹军舰船首尾相连，便提议采用火攻战术，用诈降之计烧毁曹军战舰。结果，周瑜便派10艘艨艟斗舰，满载干燥的芦苇、枯柴、燃油等物，外裹帷幕，上插旌旗，还预备了便于奔跑的走舸，系在大船末尾。
一切准备停当之后，黄盖先给曹操写了一封诈降书，骗过曹操。然后趁着东南风起，黄盖将10艘艨艟斗舰走在前边，到江中之后举起船帆，后边的船只依次前行。曹军将士看到黄盖前来投降，都出营站在船头观看，毫无防备，他们丝毫不知，一场大祸即将临头。
当船只行进到离曹军战舰二里左右的时候，黄盖下令各船同时点火，一时间，火烈风猛，船往如箭，曹军各舰尽被点燃，并延及到岸上军营。霎那间，烟炎张天，曹军人马或被烧死，或溺水而死，伤亡惨重。
周瑜看到火烧连营成功，便率领精兵继续发动进攻，曹军没有丝毫还手之力，大败而逃。在路过华容道时又死伤无数，刘备、周瑜立即追赶，水陆并进，一直追赶到南郡。曹操派征南将军曹仁、横野将军徐晃驻守江陵，折冲将军乐进驻守襄阳，自己则引军北还。
这次战役，曹操损失了一半以上的兵力。兵多将广、智谋非凡的曹操何以会失败得如此惨重呢？究其原因，大概有以下三点：
其一，骄傲轻敌。曹操不费吹灰之力，收降了刘琮，得到了繁华富庶的荆州，赶走了猛将如云的刘备，便自认为孙权也不是自己的对手了。所以，没有充分考虑到孙刘联合的威胁，当黄盖诈降时，他竟然没有一点察觉，丧失了应有的警惕性。
其二，准备不足。赶跑了刘备之后，没有一举将刘备的有生力量予以歼灭，给刘备留下了足够的时间，导致孙刘联合对付自己。曹军在开战之初已显现出来的疾病困扰，曹操也没有想办法予以解决。此外，本以为将战舰首尾相连可以克服北方军队不习水战的弱点，但没有将可能发生的意外考虑进去，所以一旦对方发动火攻，曹军只能是被动挨打。
其三，弃优重劣。本来北方军队的优势在于陆地作战，不习水战，曹操也知道，所以他刻苦训练水军，但是，他并没有予以充分重视。到南方作战，尤其是在水上作战时，尽管他采取了措施，如将战舰连接起来，但效果很差，甚至被孙刘联军抓住弱点予以痛击。
总之，赤壁之战对曹操来说是一次无可挽回的重大失败，但战役本身却有其重大意义，孙刘联军以少胜多，在战争史上留下了弥足宝贵的经验。战争的直接结果是进一步形成了魏、蜀、吴三国鼎立的局面，在历史上也产生了极其重要的影响。
征马超西北安定
建安十四年（公元209年）三月，曹操回到谯县，认真总结了失败的教训，再次建造轻舟，训练水军。并在七月利用这支水军增援合肥守军，打击孙权的进攻。
经过赤壁之败，曹操也深知统一全国的计划暂时已无可能，所以他把重点放在了治理国家和安定边防等方面。几年间，曹操采取了一系列措施，如安抚阵亡将士家属、唯才是举招募贤士、改革中央官吏体制等，大大加强了国家实力，同时也给百姓带来了安定和平的生活环境。尤其是在此期间所写的《让县自明本志令》情真意切，表现了曹操作为一个领袖人物的真实思想。
建安十六年（公元211年）正月，太原商曜等人叛乱，曹操派遣夏侯渊、徐晃平定。不久，张鲁占据汉中，三月，曹操派遣钟繇讨伐，另派夏侯渊接应。
