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曹操于建安十七年开始准备征讨孙权，打算一雪赤壁之耻。公元214年（建安十九年），荀攸跟从曹操征孙权，在路上去世。曹操每次说起他来就流泪。公元244年（正始五年）冬十一月癸卯，魏帝曹芳下诏祭祀荀攸于太祖庙庭，追加谥号敬侯。荀攸与钟繇交厚，钟繇说：“我每次有所行动，都反复思考，自以为没有什么要变动的了；但拿去一问公达，他的答复总是超出我的意料。”荀攸前后设奇策共十二计，只有钟繇知道。钟繇整理未全就去世了，故后世不得而知，荀攸生前在尚书台百忙之中也著史书《魏官仪》流传于世。
曹操号步骑四十万，孙权聚集军队也不过七万人，孙权即在濡须口筑城据守，以扼控濡须水与长江交汇处。曹操攻破孙权军江西营寨，俘虏都督公孙阳。曹操领百余人上山坡，遥望战船，各分队伍，依次摆列。旗分五色，兵器鲜明。当中大船上青罗伞下，坐着孙权。左右文武，侍立两边。曹操以鞭指道：“生子当如孙仲谋！若刘景升、袁本初儿子，豚犬耳！”孙权派甘宁率三千人为前部督。孙权密令甘宁夜袭曹营，挫其锐气，为此特赐米酒。甘宁选精锐一百多人共食。吃毕，甘宁用银碗斟酒，自己先饮两碗，然后斟给他手下都督。都督跪伏在地，不肯接酒。甘宁拔刀，放置膝上，厉声喝道：“卿见知于至尊，孰与甘宁？甘宁尚不惜死，卿何以独惜死乎？”都督见甘宁神色严厉，马上起立施礼，恭敬地接过酒杯饮下。然后，斟酒给士兵，每人一银碗。至二更时，甘宁率其裹甲衔枚，潜至曹操营下，拔掉鹿角，冲入曹营，斩得数十级还。孙权大喜，赏甘宁绢一千匹，战刀一百口，并增兵二千。从此，孙权对甘宁更加看重。在江面上濡须坞内又一军出，冲动曹兵。曹操军马退后便走，止喝不住。忽有千百骑赶到山边，为首马上一人碧眼紫髯，众人认得正是孙权。权自引一队马军来击曹操。操大惊，急回马时，东吴大将韩当、周泰，两骑马直冲将上来。曹操背后许褚纵马舞刀，敌住二将，曹操得脱归寨。许褚与二将战三十合方回。曹操回寨，重赏许褚，责骂众将：“临敌先退，挫吾锐气！后若如此，尽皆斩首。”是夜二更时分，忽寨外喊声大震。曹操急上马，见四下里火起，却被吴兵劫入大寨。杀至天明，曹兵退五十余里下寨。曹操心中郁闷，闲看兵书。程昱说：“丞相既知兵法，岂不知兵贵神速乎？丞相起兵，迁延日久，故孙权得以准备，夹濡须水口为坞，难于攻击。不若且退兵还许都，别作良图。”曹操不应。程昱出。曹军大败便坚守不出孙权借水面有薄雾，乘轻舟从濡须口闯入曹军前沿，观察曹军部署。孙权的轻舟行进五、六里，并且鼓乐齐鸣，但曹操生性多疑，见孙军整肃威武，恐怕有诈，不敢出战，曹操下令弓弩齐发，射击吴船。不一会，孙权的轻舟因一侧中箭太多，船身倾斜，有翻沉的危险。孙权下令调转船头，使另一侧再受箭。一会，箭均船平，孙军安全返航。曹操这时醒悟：“我们中计了。”因关羽镇守荆州，鲁肃被调往与关羽抗衡，吕蒙被任命为此战都督令其率军守濡须坞（今安徽省含山县东关镇），凭借以前所建的船坞，置强弩万张以拒曹军。曹操的前锋尚未安营，吕蒙即率兵出击，将其击溃。曹操教备马，引五十余骑，径奔出寨，见大江中推出一轮红日，光华射目；仰望天上，又有两轮太阳对照。忽见江心那轮红日，直飞起来，坠于寨前山中，其声如雷。正看之间，忽见一簇人马，当先一人，金盔金甲。操视之，乃孙权也。权见操至，也不慌忙，在山上勒住马，以鞭指操曰：“丞相坐镇中原，富贵已极，何故贪心不足，又来侵我江南？”曹操答道：“汝为臣下，不尊王室。吾奉天子诏，特来讨汝！”孙权笑道：“此言岂不羞乎？天下岂不知你挟天子令诸侯？吾非不尊汉朝，正欲讨汝以正国家耳。”操大怒，叱诸将上山捉孙权。忽一声鼓响，山背后两彪军出，右边韩当、周泰，左边陈武、潘璋。四员将带三千弓弩手乱射，矢如雨发。曹操急引众将回走。背后四将赶来甚急。赶到半路，许褚引众虎卫军敌住，救回曹操。吴兵齐奏凯歌，回濡须去了。
曹操寻思：“孙权非等闲人物。红日之应，久后必为帝王。”于是心中有退兵之意，又恐东吴耻笑，进退未决。两边又相拒了月余，战了数场，互相胜负。直至来年正月，春雨连绵，水港皆满，军士多在泥水之中，困苦异常。曹操心甚忧。当日正在寨中，与众谋士商议。或劝操收兵，或云目今春暖，正好相持，不可退归。操犹豫未定。忽报东吴有使赍书到。曹操启视之。书略说：“孤与丞相，彼此皆汉朝臣宰。丞相不思报国安民，乃妄动干戈，残虐生灵，岂仁人之所为哉？即日春水方生，公当速去。如其不然，复有赤壁之祸矣。公宜自思焉。”书背后又批两行云：“足下不死，孤不得安。”曹操看毕，大笑说：“孙仲谋不欺我也。”重赏来使，遂下令班师。
五月，曹操被被封为魏公。郎中令袁涣行使御史大夫的职权。袁涣对曹操说：“现今天下大难已除，文武并用，才是长治久安的途径。我认为可以广泛地收集文章典籍，阐明先代圣人的教诲，用以改变民众的所见所闻，使全国形成文明的风气，那样，对于偏远地区的异族人，虽不能用武力征服，却可以用文明的道德使他们向往而来。”曹操认为他的话正确。当时有人传说刘备已死，众大臣都表示庆贺，袁涣因曾被刘备举荐为官，独独不去庆贺。为官几年后去世。曹操为袁涣的死流下眼泪，赏赐谷物两千斛，一份叫“以太仓谷一千斛赐与郎中令家”，一份叫“用垣下谷一千斛送给曜卿家”，外人不明白他的意思。曹操的教令说：“用太仓谷，是依据官法；用垣下谷，是因为他是我亲密的老部下啊。”
等魏文帝曹丕在位时候听说袁涣过去抗拒吕布的事情，问袁涣的堂弟袁敏：“袁涣在勇敢怯懦方面是怎样的？”袁敏回答说：“袁涣貌似平和柔顺，但他在大节面前，处于危难当中时，即使是孟贲、夏育也比不过他。”
曹操退军后，孙权拜周泰为平虏将军，留督濡须，而朱然、徐盛等将因此都听周泰调遣，于是不服，孙权听闻此事，亲自前往濡须坞，宴请诸将。孙权亲自端酒到周泰跟前，然后让周泰解开衣服，孙权每指周泰身上一处伤痕，问周泰这伤怎么来的，周泰都明确的说出这伤痕是哪一场战斗怎么受的伤，孙权拉着周泰的胳膊，哭着说：“幼平，你为我们兄弟在战场上作战如同熊虎一般，从不怜惜自己的身体，受伤几十处，皮肤如同被雕刻一般，我怎么不能不把你当作我的至亲骨肉，委任你以兵马之重？你是东吴的功臣，我当和你同荣共辱。”次日，孙权赐给周泰青罗伞盖，于是徐盛等人才服从周泰。
公元214年（建安十九年），曹操为充实军粮，派庐江（治今安徽六安北）太守朱光在皖城（今安徽潜山）地区屯兵耕地，种植稻谷。又派间谍招降鄱阳一带的强盗头目，作为内应。吕蒙认为“皖县田地肥沃，如果粮食丰收，他们的兵员就会添增，这样一连几年，曹操的优势就显露出来了，应该早点拿下皖县。”孙权采纳了他的意见。
五月，大雨使江河水涨；闰月，孙权率军沿江而上，进攻皖城。朱光收聚部众据城坚守。孙权问计于诸将，诸将欲修筑土山，添置攻城器具。吕蒙说：“制造攻城设备和堆土成山，须多日才能完工。到那时，敌人城防已经巩固，援兵必定到来，我们将不能夺得皖城。况且我军乘雨多水大而来，如果旷日久留，大水必定渐渐退走，我们回兵的道路会遇到困难，我以为那是很危险的。现在看来，此城不会十分坚固，我三军士气高昂，四面齐攻，很快就可攻克，然后趁大水未退而回军，这才是大获全胜的策略。”
孙权采纳了这一建议。吕蒙举荐将军甘宁为升城督，率领精锐士卒，从拂晓发起猛攻。吕蒙擂鼓助威，甘宁身先士卒，吕蒙以精锐紧随登城，仅一顿饭时间，就将城攻破，擒朱光，俘数万人。驻守合肥的曹魏大将张辽得知皖城告急，急忙率兵驰援，至夹石（今安徽桐城以北），闻皖城已失，只好退兵。
此战大胜而归，吕蒙亲自举办酒宴宴请众将，对甘宁说：“甘将军此战夺头功，我亲自敬酒，”甘宁拜谢。座上的凌统看在眼里，心理不服说：“我凌统来舞剑助兴。”说着便舞剑助兴，数次差点伤到甘宁，甘宁深知凌统之意，便也应道：“双人舞剑助兴更好，我会舞双戟！”说着也拉出自己武器双戟舞之，不一会儿便有相斗之意。吕蒙看在眼里，便走到两人中间令两人放下武器传导：“甘宁虽能舞，还是不如我舞得精妙。”于是，操刀挟盾，将二人分开。孙权听到此事知道凌统不能忘却父仇，就让甘宁率兵改驻半州地方。
此战，对孙权控制江淮地域起重要作用。孙权认为此战吕蒙功劳最大，重加奖赏，当下任命他为庐江太守。所俘获的人马也都分给了吕蒙，还特赐他寻阳屯田六百户，官属三十人。
吕蒙返回寻阳。不久，庐陵盗贼为乱，诸将屡次征剿未平。孙权说：“鸷鸟累百，不如一鹗。”下令让吕蒙前往征讨。吕蒙兵至庐陵，擒杀首恶，余下的全部释放，让他们复操旧业。
刘备在葭萌关日久，甚得民心。忽接得诸葛亮文书。知孙夫人已回东吴。又闻曹操兴兵犯濡须，乃与庞统议说：“曹操击孙权，曹操胜必将取荆州，孙权胜亦必取荆州矣。为之奈何？”庞统说：“主公勿忧。有孔明在彼，料想东吴不敢犯荆州。主公可驰书去刘璋处，只推曹操攻击孙权，孙权求救于荆州。我与孙权唇齿之邦，不容不相援。张鲁自守之贼，决不敢来犯界。吾今欲勒兵回荆州，与孙权会同破曹操，奈兵少粮缺。望推同宗之谊，速发精兵三、四万，行粮十万斛相助。请勿有误。若得军马钱粮，却另作商议。”刘备从之，遣人往成都。