12月，周瑜率领军队在樊口与刘备会合。然后两军逆水而上，行至赤壁，与正在渡江的曹军相遇。曹军当时瘟疫流行，而新编水军及新归附的荆州水军难以磨合，士气明显不足，因此初战被周瑜水军打败。曹操不得不把水军“引次江北”与陆军会合，把战船靠到北岸乌林一侧，操练水军，等待良机。周瑜则把战船停靠南岸赤壁一侧，隔长江与曹军对峙。北方士卒不习惯水战，于是曹操下令将战船相连，减弱风浪颠簸。周瑜考虑到敌众己寡，久持不利，决意寻机速战。部将黄盖针对曹军“连环船”的弱点，建议火攻并通过诈降来接近曹军，得到赞许。黄盖派部下将投降书送到曹营，曹操不知是计，丝毫没有怀疑。
到了约定的时间，黄盖率领二十只装满干草等易燃物的战船向对岸驶去。在离曹军约二里左右时，黄盖下令将战船点燃，自己则率领部下乘坐事先预备好的小船。二十只战船像飞驰的火龙，顺着风驶入曹营。曹营顿时变成了一片火海。在对岸的孙刘联军横渡长江，趁乱大败曹军。曹操见败局已无法挽回，引军沿华容小道（今湖北监利北），向江陵方向退却，周瑜、刘备军队水陆并进，一直尾随追击。
赤壁之战是古代著名的以少胜多的战役，奠定了三国鼎立的基础。
三国鼎立
赤壁之战的失利使曹操失去了在短时间内统一全国的可能性，而孙刘双方则借此机会开始发展壮大各自势力。三国鼎立的局面逐渐形成。
赤壁之战后，孙权、刘备双方也开始各自争夺荆州。刘备向荆南施压，成功逼降荆南四郡；而孙权部将周瑜也向荆州南郡发兵，用了很长时间，最终攻克南郡。孙权为向刘备示好，将其妹孙尚香嫁给刘备。而孙权为拓展势力，占据了交州。其后，周瑜曾想出兵攻打益州，但在途中病逝。鲁肃接替周瑜的职位之后，答应将南郡借给刘备。而曹操在南方战争失败，转移向西发展，曹操欲进攻汉中张鲁，西凉诸军阀怀疑曹操会攻击自己，在公元211年起兵，共推马超、韩遂为首领，曹操率军镇压，成功将西北一带收为领地。公元215年，曹军攻占阳平关，击败、降服了汉中张鲁。公元216年，汉献帝册封曹操为魏王。公元220年3月15日，曹操于洛阳逝世，其子曹丕继位后不久称帝，追谥曹操为“武皇帝”。
公元211年，刘备率部进入益州，逐步占据了原来刘璋的地盘。公元219年，刘备从曹军手中夺得汉中，关羽也向曹军发起进攻，但是孙权遣军袭杀关羽，占领荆州大部，隔三峡与汉军相持。公元221年，刘备在成都即位自称汉皇帝，年号章武。公元222年，刘备出兵与吴军相持于夷陵，猇亭一战，被吴将陆逊击败，退回益州，不久便病逝于白帝城。猇亭之战以后不久，蜀汉、东吴恢复结盟关系，共抗曹魏。公元229年，孙权在武昌（今湖北鄂城）登基为皇帝，建国号大吴，东吴王朝正式建立，不久之后迁都建业（今江苏南京）。至此，三国鼎立局面正式形成。南北之间虽然还常有战事发生，有时规模还比较大，但是总的说来，力量大体平衡，鼎足之势维持了四十多年之久。
五虎上将
公元219年，刘备攻取汉中，自立汉中王，册封麾下关羽、张飞、赵云、马超、黄忠为“五虎大将”，后人也习惯称为“五虎上将”。
关羽（？～220年），字云长，本字长生，河东解县（今山西运城）人，死后受民间推崇，又经历代朝廷褒封，被人奉为关圣帝君，尊称为“关公”。关羽重许诺，守信用，对刘备无限忠诚。他与刘备同甘共苦许多年，恪守信义，始终不渝。即使白马被擒，身在曹营，也仍不忘旧恩，终于复归刘备。关羽勇武异常，冠于全军。后世小说，写他温酒斩华雄、三英战吕布、斩车胄、斩颜良、诛文丑、挂印封金、千里走单骑、单刀赴会、水淹七军等，虽有些许违背史实之处，但却也突出表现了他的武勇和神韵。至于刮骨疗毒，更是尽人皆知的故事。
张飞（？～221年），字益德（《三国演义》中为翼德），涿郡（今河北涿州）人，是《三国演义》中桃园结义的老三。曾在虎牢关与关羽、刘备一起迎战吕布。长坂坡桥头上一声吼，吓退曹操五千精骑，分定州县，率精兵万多人，败张郃大军，刘备称王后，拜为右将军，称帝后，拜为车骑将军，封西乡侯。公元221年为替关羽报仇，同刘备起兵攻伐东吴。临行前，被部将范强、张达刺杀，死时只有55岁。
赵云（？～229年），字子龙，常山真定（今河北正定）人，身长八尺，姿颜雄伟，官至镇东将军，永昌亭侯，谥曰顺平侯。赵云戎马一生，骁勇善战，胆略过人，刚毅谨细，刘备称其一身是胆，军士呼他为虎威将军。赵云见识卓远，清楚认识到吴蜀关系为唇齿相依，力主维护孙、刘联盟。蜀军街亭失利后，各处皆损兵折将，唯有赵云亲自断后，所属兵将及军资物品都无重大损失，丞相诸葛亮要把军队剩余物资奖赐赵云将士，赵云不受，认为蜀军兵败，不应受赏，诸葛亮对他的德行十分赞赏。赵云以霍去病“匈奴未灭，何以家为”之例劝阻刘备分田宅赐将，认为田地应交与百姓耕种，房宅也应归还百姓。赵云为国，不被天姿国色所迷；为民，不为良田豪宅所动，时人与后人皆敬其德。
马超（公元176～222年），字孟起，扶风茂陵（今陕西兴平）人。马超是东汉初年伏波将军马援的后人，起初随父亲马腾在西凉为一方军阀，后与韩遂一同进攻潼关，被曹操以离间计击败。此后马超又起兵攻杀凉州刺史韦康，不久被韦康故吏杨阜击败，投奔张鲁。刘备入蜀后，马超投奔刘备，并为刘备做先锋前驱，率兵进入成都。刘备称汉中王后拜马超为左将军；公元221年刘备称帝，又封马超为骠骑将军，领凉州牧，封斄乡侯。公元222年，马超病逝，终年47岁。
黄忠（？～220年），字汉升，荆州南阳（今河南南阳）人。黄忠原在荆州军阀刘表麾下任职中郎将，与刘表从子刘磐共守长沙攸县。后来曹操南侵荆州，仍然担任旧职，统属于长沙太守韩玄手下。赤壁之战后，刘备征荆南四郡。黄忠随长沙太守韩玄投靠刘备，并随刘备军队入川。后刘备与刘璋决裂，黄忠于葭萌关受命进攻成都，作战时身先士卒、勇冠三军。益州定后，被封为讨虏将军。公元219年，刘备北攻汉中时，黄忠在定军山战役中，对着魏军将领夏侯渊的精英部队，仍带领士卒奋勇杀敌，更斩杀夏侯渊，大败曹军，被升为征西将军。同年，刘备称汉中王，改封黄忠为后将军，赐关内侯，与张飞、马超、关羽同位。黄忠次年和刘备伐吴，不幸被乱箭射死，追谥刚侯。
空城计
公元227年冬天，诸葛亮率领大军驻守在魏蜀交界的汉中，以寻找机会向魏国进攻。蜀军经过诸葛亮的严格训练，士气旺盛，奇袭祁山之后，取得了一系列的胜利。魏国派司马懿领军五万，对抗蜀军。
诸葛亮因错用马谡而失掉战略要地—街亭，魏将司马懿乘势引大军向诸葛亮所在的西城蜂拥而来。当时，诸葛亮身边没有大将，只有一班文官，所带领的五千军队，也有一半运粮草去了，只剩两千五百名士兵在城里。众人听到司马懿带兵前来的消息都大惊失色。诸葛亮登城楼观望后，对众人说：“大家不要惊慌，我略用计策，便可让司马懿退兵。”
于是，诸葛亮传令，把所有的旌旗都藏起来，士兵原地不动，如果有私自外出以及大声喧哗的，立即斩首。又叫士兵把四个城门打开，每个城门之上派二十名士兵扮成百姓模样，洒水扫街。诸葛亮自己披上鹤氅，戴上纶巾，领着两个小书童，带上一张琴，到城上望敌楼前凭栏坐下，燃起香，然后慢慢弹起琴来。
司马懿的先头部队到达城下，见了这种气势，都不敢轻易入城，便急忙返回报告司马懿。司马懿听后，笑着说：“这怎么可能呢？”于是便令三军停下，自己飞马前去观看。离城不远，他果然看见诸葛亮端坐在城楼上，笑容可掬，正在焚香弹琴。左面一个书童，手捧宝剑；右面也有一个书童，手里拿着拂尘。城门里外，二十多个百姓模样的人在低头洒扫，旁若无人。司马懿看后，疑惑不已，便来到中军，命令后军充做前军，前军做后军撤退。他的次子司马昭说：“莫非是诸葛亮军中无兵，所以故意弄出这个样子来？父亲您为什么要退兵呢？”司马懿说：“诸葛亮一生谨慎，不曾冒险。现在城门大开，里面必有埋伏，我军如果进去，正好中了他们的计。还是快快撤退吧！”于是各路兵马都退了回去。
司马氏夺权
公元234年，操劳过度的诸葛亮病死在军中。在很长一段时间内，蜀国都没有足够的力量进攻魏国。魏国的外部压力暂时解除。
公元239年，魏明帝曹睿病逝，临终时托付曹爽与司马懿辅佐当时年仅八岁的齐王曹芳治理天下。曹爽与司马懿互相排挤，经过激烈的权力争斗，司马懿尽诛曹爽一党，魏国军政大权自此落入司马氏手中。
司马懿死后，大儿子司马师不久废除了已经成年但迟迟未能亲政的曹芳，另立13岁的曹髦为帝，权势比司马懿更大，但没有多久，就病死了。司马师在病重的时候，把一切权力交给了弟弟司马昭。司马昭总揽大权后，野心更大，总想取代曹髦。他不断铲除异己，打击政敌。年轻的曹髦知道自己即便做“傀儡”皇帝也很难当长，迟早会被司马昭除掉，就打算铤而走险，用突然袭击的办法，杀掉司马昭。