早在汉军调动的五月份，自领车骑将军兼扬州牧孙权便从秣陵率部移驻寿春。十万兵马聚集在巢湖、淮南一带，常常以舟师楼船在淮水、泗水间往来巡游，声势不可谓不小。然而耐人寻味的是，在大雨涨水的情况下，天时地利明明朝着对吴人有利的方向变化，孙权却迟迟没有动作，而是长期驻留在寿春，观看淮北的局势发展。
这其中的缘由其实不难辨明。徐州虽是直抵中原的战略要地，但这是从进攻上而言的。而对于志在割据的孙吴政权来说，未免就有点味同鸡肋，食之无味弃之可惜了。毕竟早在十年前，刘备陈冲就曾主张将徐州割给孙策，以求盟好，但孙策专心南面，无意参与东西两雄的斗争，只保留了淮南，而后把淮北之地转交给曹操，旨在维持中原东西的平衡。但毕竟是以小博大，有心无力。三年前曹操败亡于临淄，孙权在不得已的情况下，才重新接手了淮北。从这个角度来看，孙吴政权会有多大的决心坚守徐州，也确实是不宜高估的。
可吴人虽没有坚守的决心，却也不能坐视徐州丢给汉军。特别是对于以贤明继承大统的孙权而言，占领徐州是他执政以来最轻松成功的一次拓土，也是他重要的政治资本。就这样将国土轻松放弃，虽然战略决策上不一定错误，但在政治层面上却是一次对孙权的重大打击。所以他此前数次在淮北耀武扬威，意图也很简单，就是旨在逼迫汉军放弃攻打徐州，转而去收拾漠北的虏寇与海东的辽人罢了。
如果实在不得不放弃徐州，孙权也希望能让前线将士主动提出，他再顺水推舟，将淮北军团撤回淮南。这样一来，便也好减免自己在其中的政治责任。
但如此一来，就导致了吴人在具体的战事部署上处于全面下风。在汉军开始正式调动后，先是司马懿在十日两破吴军，而后就是关羽在淮北四面设网，五日便将吴人的淮北兵团尽数赶出城池，逼迫他们向南奔逃。而刘晔选择的自曲阳、海西入淮的路线，也提前为赵云封锁。
八月初五的早晨，两军在大伊山西面相遇，吴军约三万人，汉军约四万人，双方军势相当。于是刘晔派遣两千精锐试图正面突围，而汉前将军赵云则亲率千余精骑与其力战，在驰骋激战之间，赵云连斩八名壮士，吴人见而胆寒，纷纷退避三舍。刘晔见状，也不敢再战，只得将大部就地屯守大尹山，在此安营扎寨，再向寿春的孙权请使救援。
而在信使奔走之后，汉军各部也陆续南下。先是关羽本部，而后是郭淮、杜畿、孙资各部，加上此前已与刘晔对峙的赵云、黄权等部，近乎十万汉军将三万吴军团团包围，而后在吴人营寨之外的各条通道上广修鹿角木栅。战略意图已经非常明显，就是要让这支淮北吴军插翅难飞。
孙权收到书信后，面色不禁大变，他可以接受退出淮北，却不能接受三万战兵一朝沦丧，当即就为解围一事召开军议。此时随他在寿春的幕僚，有鲁肃、吕蒙、张昭、步骘、顾雍、朱然、凌统等人。他们都主张不与汉军硬碰，而应该扬长避短，批亢捣虚。故而可率水师沿泗水北上，抢攻下邳、彭城，虽不一定破城，但可以借此威胁汉军的退路，逼迫关羽解围。
于是孙权亲领大军，自睢陵溯流而上，打算直取下邳。结果途经下相时，发现司马懿已在泗水两岸拉起铁索，又建立浮桥，船只不得前进。孙权以为司马懿独木难支，便令凌统于船头点火，将铁索炙烤融断，而后又下令拆毁浮桥。如此忙活了四日，终于清开水道。结果往后不远，水师又被迫停住。原来司马懿还在这段河流里打下了不少梅花桩，木桩或深或浅，使船只稍不留神便会搁浅难行。
吴人在这片水域走走停停，拆拆建建，十日下来，才行了不到短短十余里，而枯水期却近在眼前。枯水期一到，楼船无法在泗水中航行，那吴人的水师优势也就将逐渐落没，而转由汉军的骑兵彻底主导战场了。到了这一步，诸将已心知肚明，想要通过水路逼迫汉军撤兵的设计，恐怕已经无法实施了。那眼下该如何做呢？去大尹山和汉军正面厮杀吗？没有一个人有把握。
还是鲁肃对孙权进言说：“数万将士陷于重围，如果一箭不放便将他们尽数抛弃，主公的民心恐怕就将丧尽了，基业社稷恐怕也大有损伤。今日不战，将来就无人敢战。该下决心了，绝不能就此束手就擒！”
孙权终于下定决心。而后他率众重入淮水，屯军于淮浦，以此为前进基地，继而自游水处进入淮北。游水与祖水在海西处相交，而如今海西为赵云所占据，只要能够重夺海西，吴人便能以水师突入祖水，自然为刘晔解围了。
只是时间至此，已到九月，天气渐渐寒冷，淮北的水位也逐渐下落，吴人的楼船彻底退出战场，只有艨艟与走舸还能在河流中航行，在这种情况下，步战已经成了必然也是唯一的选择。
为了保证一战取胜，孙权亲自压阵，以凌统、蒋钦为前锋，朱然、吕蒙为中军，自己与鲁肃督后卫，以八万余众向海西行进。而关羽恰恰将帅帐设在海西，他得闻吴军出阵的消息后，不禁拊掌大笑，对众将说：“吴儿已入我瓮中。”当即点出六万兵马，在游水河曲处列阵，等待吴军前来。
两军在九月初六的中午相遇。当时太阳高悬，散发出刺眼的光芒，但扎在身上却不觉酷热，毕竟秋老虎早就过去了，数十里外的海风吹过来，人们似乎可以闻到薄冰般的湿冷，但更可以嗅见双方身上抑制不住的杀气。
这时汉军在北，两万骑军已经全副武装地列在前阵，烈日之下，精甲熠熠生辉，军马安立不动，其军容肃穆严整，当真有如飞来巨山，而其后的汉军军势更是被前军完全遮挡，看不见后方的布置，唯有无穷无尽的旗帜在空中飘扬，这番雄伟场景，直压得来者喘不过气。
而吴军在南，虽然早有列阵，可毕竟缘水而行，全军的阵列已经被拉成了一条长线，但他们极为谨慎，前行时在左翼列有车阵，右翼则靠着河岸，河岸上虽无大船，艨艟斗舰却接连不断，舟师绵延数里，可以随时接应陆上的吴军。这样的布置虽说保守，却足以使汉军最常用的锤砧战术无用武之地，所以汉军也没有立刻发起攻击，而是等待吴军的动作，毕竟如今吴军才是进攻的那一方。
孙权也是第一次如此近距离地观察汉军，他的幕僚们都说，敌军阵型如此严密，又多骑兵，直接猛攻恐怕没有什么胜算，不如先分一精兵在前为饵，勾引其阵势变化，再派后军不迟，即使不利，也能后退再战。孙权心中本来就有几分犹豫，听到这个建议，立马就同意了，命令凌统率两千强弩手冲击汉军的前列。
汉军的机动性远强过吴军，所以凌统没有做无谓的机动，而是沿着游水正面冲击汉军。随着动人心魄地进军战鼓擂起，汉军的前列开始松动，一列一列的人马出阵聚集，形成了一个不大不小的方阵，他们沿河而动，一步一步地向前踏击，在两军庞大的阵容之前，就像是一块石头，义无反顾地砸入湖水之中，很快在汉军中惊起了一片涟漪。
由于两军靠得很近，所以没过多久，前列的吴人已经进入了汉军的射箭范围。但汉军没有急于射箭，而是略微向两旁散开，想把吴军引入更深入的一个境地。但吴军却没有这个意图，他们站稳后，仍旧密集地靠在一起，而后用强弩对着汉军攒射，由于知道汉军多披有厚甲，所以吴军故意把弩箭压低了一些，专门瞄准马腹，一次放箭，便往往有数十匹马哀鸣着倒地，等到放过三轮箭后，他们方才继续向前。
但汉军显然没有因为这几轮放箭而丧气，他们见事情不对，便通通下马结阵，前后数排都把长槊向前伸出。寒光闪闪的槊间一层层地举起，就像地里长出了无数铁制的荆棘，其中寒光茫茫，令人不寒而栗。
到了两军终于短兵相接的一刻，汉军的督将们方才发出沙哑的吼声，持槊的汉兵都朝前力战，一下子冲杀到吴军几乎静止的阵型面前，疯狂地用长槊朝他们乱刺。趁此时机，后方排的汉军都搭箭拉弓，开始漫无目的朝远方抛射，很多中间的汉军则弯着腰，拿短刀从长槊下方发起进攻，直接杀入了吴军的行列之内。
这时一场直接发生在血肉间的交锋。也是过去数十年间，东西两军间最直接的博弈，用意志检验意志，用死亡来逼退死亡。进攻的吴人从来没有见过这样的战法，双方的战线只维持了两刻，交战中的吴人便感受到了难言的恐惧，开始不自觉地被汉军挤压后退。哪怕凌统在其中不断督战，逼迫士卒向前，但在汉军的三重攻势面前，这些努力实在显得杯水车薪。很多人死去了，然后就有吴人开始后退，阵型的维持很快就趋近于无。
孙权眼睁睁看着这一幕，这才意识到两军的差距到底大到了什么地步。连忙派人去接应凌统回来，而后心疼地对鲁肃说：“游鱼岂可自己上岸呐，到时随便什么鸟都能欺负它们。”同时命令全军缓步后撤，把精锐都用来殿后，避免汉军大部靠近。
但汉军也没有追击的意思，他们见吴人后退，只不断地发出哄笑之声，静静地远望罢了，而吴人则咬牙切齿，不敢上前。显然，只是短短地一次交锋，吴军大部就已经丧失了与汉军步战的勇气了。