因得于禁降兵3万，又不断从后方调兵，关羽在前线感到粮食不足，他先是严令糜芳、傅士仁二人催索。但时间紧任务重，二人根本不可能完成。关羽便大怒“待我得胜回军，必将此二人军法处置”
迫不得已，关羽派兵往湘关抢来了吴军的军粮。这下，孙权被彻底激怒了。命令孙皎、吕蒙为左右部大督。偷偷潜往前线，准备彻底撕破脸皮大干一场。吕蒙道“军中不可有二帅。当年周瑜、程普二人在赤壁战后攻打江陵就差点失败，可为深戒。请大王将权力专付一人”孙权道“我明白了。那你就是大督，孙皎是在后接应的”
曹操在离开长安前，就已命徐晃率兵火速去救援曹仁。关羽屯兵偃城时，徐晃也率兵到了阳陵陂。徐晃以疑兵逼得关羽烧屯退走，夺得偃城，来到距樊城包围圈三丈左右的地方扎营。部将建议一鼓作气去解救曹仁，赵俨反对，只是射箭书到城中，告诉曹仁魏王的大军正在赶来。同时也挖地道与城内暗通消息。
这时，孙权又面临着一道和11年前相同的选择题，要在曹操与刘备之间选择一个敌人和一个盟友。这次没有诸葛亮、周瑜、鲁肃及众文武的劝说，孙权自己亲自迅速做出了决断：联曹抗刘！孙权写密信给曹操，说自己愿讨关羽而自效，并请曹操将此事保密，不让关羽有所察觉而防备。曹操手下众臣也认为应替孙权保密，但董昭却不这样看，认为将此事故意泄露出去才能获得利益的最大化。曹操也这样认为。于是便将这封信抄写数份，命徐晃将信分别射进关羽和曹仁军中。果不出董昭所料，曹仁军中顿时信心百倍，而关羽军中却军心大挫。
曹操接受桓阶的建议，下令驻军颍川郡的摩陂，为曹仁、徐晃二军的大后盾。又先后派出殷署、朱盖等12营赴前线，由徐晃指挥。
关羽在围头、四冢二处有屯兵，徐晃决定声东击西，扬声攻打围头屯而秘密攻打四冢屯。四冢屯即将被攻破之时，关羽亲率5千步骑出战，却被徐晃击退。关羽以十重鹿角也没能挡住徐晃，最终四冢屯被攻破。傅方、胡修等人被杀。关羽只能撤围退军，继续以优势水军控制沔水，断绝襄阳的对外交通。
闰10月，吕蒙到达庐江郡寻阳县，下令将战船全部改装为商船，兵士身穿白衣摇橹，昼夜兼行。在关羽设于江边的屯候们反应过来前，全部绑起来。就这么一路偷偷的往南郡的公安、江陵而来。
江陵守将糜芳、公安守将傅士仁一直对关羽轻视自己心怀不满，不久前又因军粮问题遭关羽责骂威胁。吕蒙便让虞翻给傅士仁写去了一封招降信，傅士仁得信即降。然后由傅士仁为前锋，杀到荆州州治、南郡郡治江陵城下。麋芳也开城出降。
轻松进入江陵城的吕蒙立即开始了善后工作：释放于禁；抚慰城中关羽及蜀军将士的家属皆抚慰；派亲信在城中存恤耆老，问所不足，对疾病者赐给医药，饥寒者赐给衣粮；对关羽的府藏财宝一无所取，全部封起来留待孙权到来后分配；严肃军纪“不得妄取百姓家中财物”
吕蒙的亲兵中，有一个是吕蒙的同乡。有次大雨，他曾拿了百姓家中一个斗笠，以覆官铠。虽然是同乡，虽然没有占为私用，虽然有种种可法外容情之处，但吕蒙仍坚持军令不可废，下令将这个亲兵斩首。之后收其尸首，垂涕葬之。从此军中震肃，道不拾遗。
荆州被吕蒙偷袭得手的消息传来，关羽大惊，急忙撤军南还。樊城之围终解。曹仁欲出城追击，被赵俨劝阻“应让关羽去夺荆州，再被孙权所杀。这样，孙刘联盟不攻自破”而曹操也紧急向樊城传令，禁止曹仁出兵。
关羽数次派使者去见吕蒙交涉，吕蒙每次都格外厚待，让使者周游城中，使者每次回去都会带回一些家信，也会将吕蒙的所作所为告诉同伴们。这下，关羽手下的士兵大多已丧失斗志。
孙权来到江陵，荆州将吏纷纷归附。唯有治中从事潘濬称病不来。孙权亲自至其家中探病，潘濬伏面于床席，涕泣交横。孙权取出手巾亲自为其拭泪，慰谕恳恻。潘濬这才下床拜谢。被孙权任命为治中，荆州军事，一以谘之。
当时，武陵郡中有一个叫樊伷的人正在招诱诸夷，想以武陵郡重新归附刘备。有人向孙权自荐，愿率1万人前去平定。孙权向潘濬问计，潘濬分析了樊濬这个人的才能，说只要率5千人去就足以平定。孙权大笑，便命潘濬率五千人前往，果然斩杀樊伷，平定动乱。
孙权lùn_gōng行赏，封吕蒙为南郡太守、孱陵侯，赐钱一亿，黄金五百斤。封陆逊为宜都太守、全琮为阳华亭侯。又因大疫，下令免除荆州百姓今年租税。
11月，刘备任命的宜都太守樊友弃郡而逃，枝江、夷道、秭归诸县长吏及蛮夷君长都向陆逊投降。陆逊又出兵攻打蜀将詹晏等及秭归县各拥兵大姓，皆得胜而归，前后斩获招降者以数万计。陆逊向孙权请得金、银、铜印，以授予投降者。孙权加封陆逊为右护军、镇西将军、娄侯。命他屯兵宜都郡夷陵县，守住峡口，以防蜀军。
关羽已再也回不去江陵了，只能在当阳县停下了脚步，之后又去到麦城。孙权遣使招降，关羽决定假降，在城上设立幡旗象人，以迷惑孙权。自己则偷偷率十余骑逃出麦城。可惜被孙权看破，已预先命朱然、潘璋二将断了关羽的归路。
12月，潘璋的部下马忠在章乡