决战开始后，陆逊即命令吴军士卒各持茅草一把，乘夜突袭蜀军营寨，顺风放火。
顿时间火势猛烈，蜀军大乱。
陆逊乘势发起反攻，迫使蜀军西退。
夷陵之战
刘备乘夜突围逃遁，蜀军将领傅肜率部围之后殿，战至兵众尽死，傅肜壮气益烈。
吴人谕之，想让傅肜投降。傅肜骂曰：“吴狗！安有汉将军而降者！”
最终，傅肜奋战而死。
但是，提前出发的吴将孙桓部却走在了刘备的前面，截断了刘备回益州的要道。
当刘备行至石门山（今湖北巴东东北）时，差点被孙桓部擒获。
刘备逾山越险，才得以摆脱追兵，逃入永安城（又叫白帝城，在今CQ市奉节东）。
这时，蜀军镇北将军黄权所部正在江北防御魏军。
刘备败退后，黄权向西的归路被吴军截断，黄权又耻于向吴军投降，不得已于八月率众北进，向曹魏投降。
同月，马良由南方往西北撤退时被吴将步骘截击而死。只有向宠的军队特别完整从夷陵回到蜀地。
此战，蜀汉战死投降数万人，《傅子》更是记载吴军消灭蜀汉军八万余，刘备仅以身免。
刘备逃到白帝城后，吴将潘璋、徐盛等人都主张乘胜追击，扩大战果。
但此时刘备收拢散兵以及赵云的后军来援，永安驻军接近两万，陆逊已经失去攻克永安的机会。
再加上他顾忌曹魏方面乘机浑水摸鱼、袭击后方，遂停止追击，主动撤兵。
九月，曹魏果然攻吴，但因陆逊早有准备，魏军终于无功而返。
次年四月，刘备恼羞于夷陵惨败，一病不起，亡故于白帝城。
夷陵之战就这样结束了。