骁勇善战的孙尚香装女扮男装，渡江混入曹营打探底细，并结识了一位名叫孙叔财的曹军将领。后来，二人产生感情。孙叔财还将孙尚香招入了他的“蹴鞠队”。
曹操的水军对南方的水土和气候不服，纷纷染病，致使瘟疫蔓延开来。曹操不为所动，甚至将自己病亡士兵的尸体扔进联军的阵营。诸葛亮虽然迅速应对，但瘟疫还是扩散，众多士兵病倒，联军的士气遭到重创。而刘备和关羽、张飞和赵云等众将也四散逃命。
大战在即，此时联军兵力不占优，同时亟需箭枝。诸葛亮便设下圈套，趁机削弱曹军的实力。他派二十只草船首尾相连，趁着浓雾连夜佯攻曹操的水军。曹操不知是计，传令不可妄动，只叫水陆两军的弓箭手向江上射箭。结果，二十只草船满载十万余支箭胜利返航。次日清晨，曹操怀疑军中藏有奸细，并且发现了他的两位水军头领写给周瑜的书信（实为周瑜假造），信中声言送十万支箭作为投靠的礼物。曹操大怒，命将二人处斩。众水兵恐受连累，四散逃命，结果皆被俘获，并以叛降之罪处死。尽管如此，曹操仍然执意在数日后攻打联军。他慷慨陈词，终于扭转了军中的士气。
在赤壁营地，联军预谋用火攻之计对付曹操的水军，因其战船都是连在一起的。但当下北风甚盛，稍有不慎便可能反烧到联军自己的战船。此时孙尚香携一张曹营的地形图返回南岸。联军据此部署战术。
小乔不顾周瑜的反对，只身前往曹营，试图说服曹操撤兵，至少可以拖延一些时间。曹操其实一直就很喜爱小乔，此时更是被她的美貌吸引住了。更有传言，曹操起兵的目的就是为了博得小乔的芳心。
此时，诸葛亮禀明周瑜，次日便是冬至，根据天象，风向将变，可按原计划行事。周瑜指挥东吴的军队不动声色地准备着，一边在陆地上从三面包围曹营，一边部署水军的战船在江边一字排开，等待东风。小乔则与曹操周旋，分散他的注意力。
最后，风向果然大变。东吴几只燃烧的战船冲入了曹操的水军营地。风借火势，曹营立刻变成了一片火海，几千艘战船被付之一炬。吴军从陆地上也开始发动攻击。
曹操被打了一个措手不及。但他迅速指挥精锐的骑兵进行反扑，把东吴军赶到了江边。就在这时，刘备率兵赶到，将曹操击退，并趁势向他的要塞发起进攻。在赵云和孙权的掩护下，周瑜冲进曹营，救出了小乔。曹操差点丧命，只得落荒而逃。八十三万大军被杀得只剩下几百人。此一役孙刘联军大获全胜。
看到曹军溃败，诸葛亮下令收兵，给曹操留一条生路，让他灰溜溜地去向汉献帝复命。之后，诸葛亮与周瑜和小乔依依惜别。