此后的战争也证明了周瑜卓绝的军事才能、独到的眼光和大胆的谋略。周瑜领三万水师独自面对曹操的十五万大军，以一抵五，却在谈笑间，让敌军"灰飞烟灭"。
史载，孙刘联军会合后，在赤壁与曹军先锋遭遇。由于周瑜指挥得当，加之曹军士兵不服水土，又不习水战，联军取得胜利。曹军暂时退回。之后，曹军一方面训练水军，另一方面为解决北方陆军不习水战问题，下令将战舰全部用铁索连在一起。
黄盖遂向周瑜建议道："曹军现在将战舰用铁索连在一起，我们正可用火攻来对付他们。"周瑜认为这一计很好，就让黄盖写信给曹操诈降，并约定好了投降时间。曹操看信后，认为连黄盖这样的老臣都要投降，孙权指日可破。之后，周瑜给黄盖准备了十只战船，里面装满硫磺及浸过油脂的干草、芦草，上面用油布盖好，每艘战船后面系着一艘快艇。到了约降的那天晚上，老天相助，忽然刮起东南风。当诈降的船来到距曹营只有二里左右，黄盖下令各船同时点火，然后跳到后面的快艇上，砍断与火船相连的绳索。最后曹军大败，死伤大半。
作为赤壁大战总指挥的周瑜，雄姿英发，赢得了关键的胜利，并声震三国。连甚少打败仗的曹操在回到许都后，也怅然叹道："我输的并不丢人！"足见其内心对周瑜谋略的赞许。而《三国演义》中的诸葛亮草船借箭、登坛借风在正史中并不曾见到。
