曹操率军顺流而下，恰与周瑜和刘备逆水而上的联军不期而遇。曹军与孙、刘联军甫一接战，就吃了大亏。
曹操根本没有料到会在江上与孙刘联军发生遭遇战。一来心理不足，二来，荆州水军与江东作战从未占据过上风。曹军虽众，却因为军中瘟疫流行，许多人丧失了作战能力； 而且水战与陆地作战不同，无法迅速投入所有部队参战，许多人只能摇旗呐喊，眼睁睁地看着前方将士败退，却爱莫能助。
战场之上，双方优劣之势登时出现逆转。周瑜指挥水军抓住这个机会，予以曹军痛击。曹操作战失利，前进受阻，只好率军“引次江北”，将营寨安扎在北岸乌林一带。按对于赤壁之地后世至少有汉阳、汉川、黄州、嘉鱼、江夏等不一而足的说法，但依据曹操诗中所记此地“西望夏口，东望武昌”，似乎只有嘉鱼为赤壁之战地址。（注：时未有嘉鱼之地名）
周瑜针锋相对，把战船停靠在南岸赤壁，隔江对峙。
曹操部下除新收编的荆州部众之外，基本上是些旱鸭子。江上风高浪急，曹军士兵莫说打仗，站在船上也无法立足。曹操为了解决战船颠簸、战士晕船的问题，下令用铁链将战船链接在一处。随后到达的陆军安排在岸边驻扎，曹操抓紧时间整军习武，准备等待有利时机再战。
曹操军营中的种种变化，没有逃过隔江对峙的江东耳目。这时候大将黄盖向周瑜献计道：“今寇众我寡，难与持久。然观操军船舰，首尾相接，可烧而走也。”
赤壁之战虽然是影响汉末历史发展的一次载入史册的战役，但曹操与刘备、孙权双方投入兵力多少、大战具体时间，赤壁之战具体发生于何地，一直以来是学界无法说的清楚的谜。
众所周知的是，曹操极善用兵，可说汉末无出其右者。所以在十余年的时间内可以连克数强，翦灭吕布、袁绍，等割据势力，成为统一北方的胜出者。曹操深谙兵家要旨，自然知道“兵贵神速”的道理，不远千里而至，利在速战。然而他却摆出一副与孙权打持久战、打消耗战的样子，以江东六郡之地与刘备新败之军，和整个北方拼实力，孙、刘联军确实是螳臂当车。
江东根本没有实力与曹操打消耗战，曹操的行为自然会令周瑜和他的手下严重不安了。周瑜也明白：拖得越久，对联军越不利。他很快就采纳了黄盖的建议，而且当即决定让黄盖用诈降计接近曹操。
计议已定，就有了后世流传的“周瑜打黄盖——一个愿打、一个愿挨”的俗谚。
黄盖亲自作书一封，派人送至曹营。据《三国志-周瑜传》注引《江表傅》记载其文：
盖受孙氏厚恩，常为将帅，见遇不薄。然顾天下事有大势，用江东六郡山越之人，以当中国百万之众，众寡不敌，海内所共见也。东方将吏，无有愚智，皆知其不可，惟周瑜、鲁肃偏怀浅戆，意未解耳。今日归命，是其实计。瑜所督领，自易摧毁。交锋之日，盖为前部，当因事变化，效命在近。
相信事情一定与官渡之战时候相差无已，那些悲观失望者，都已经在为自己谋求退路，私下里和曹军有书信来往的不应该是个别现象。所以黄盖的诈降虽然令曹操在心底充满了疑惑，但他在“特见行人密问”之后，半信半疑地亲口承诺，“盖若信实，当受爵赏超于前后也。”——（同上）
黄盖所献火攻有一个美中不足的地方，就是时间不对。曹军屯扎在长江上游，是西北方的位置；周瑜屯扎在下游，处于东南之地。此时正是隆冬季节，吹的是西北风，如果使用火攻，只怕会搬起石头砸了自己的脚。也正是因为这个原因，曹操才会放心大胆地将战船用铁索连接在了一处；风向问题也成了周瑜心底纠结不已的烦恼，稍有不慎就会出现“东风不与周郎便，铜雀春深锁二乔”的严重后果。
事情喜忧参半：喜的是，曹操轻信了黄盖的请降，周瑜和黄盖立即着手准备工作“乃取蒙冲斗舰数十艘，实以薪草，膏油灌其中，裹以帷幕，上建牙旗。”安排妥当之后，又“预备走舸，各系大船后”准备在纵火之后，在第一时间闪人；忧的是，“万事俱备，只欠东风”。寒冬季节，如何会刮东南风？——（《三国志-周瑜传》）
战场形势瞬息万变，战机稍纵即逝，曹操不可能长时间的痴痴坐等黄盖来放火。