曹操回到陸地上後，立即下令大軍堅守樊城和營寨，同時派兵在岸邊接應逃回來的士兵。
但隨後追來的荊州軍又開始放火燒曹軍的水寨，而曹軍的陸寨也靠江邊很近，很快就被蔓延過來的大火點燃。在寨中的曹軍無法堅守，樊城之內又裝不下這麼多兵，只好跑出來列陣。
這時候，曹軍雖然還有二十萬大軍，但人心惶惶，全無斗志。前不久自己這邊還是四十萬大軍呢，就這一會的工夫，沒了一半了，誰知道對面還有什麼手段啊。
其實不管哪支軍隊，在忽然死掉一半士兵後，都會軍心渙散，毫無斗志，能不潰散就不錯了。
曹操和一眾謀士、武將都清楚現在的情況，但荊州軍馬上就追過來了，不能跑啊，只要他們棄城逃跑，馬上就成了潰敗了。
幸好還有一座城池可以依靠，在樊城內的曹軍看著高大結實的城牆，多少有了點安全感。
在城外列陣的是前軍徐晃和右軍夏侯淵，大約有五萬步兵和三萬騎兵。曹操覺得荊州軍畢竟人數不多，而且在水上作戰的確是荊州軍強一些，但上了岸就應該不是曹軍的對手了吧！
張武也知道這一點，所以並沒有立即上岸沖擊曹軍的軍陣，而是用船上的投石車向曹軍陣中投射毒煙彈和火油彈。
曹軍很快就受不了了，現在的曹軍是看見火就害怕，還有那毒煙燻得曹軍站都站不住，連戰馬都被毒煙燻得受不了。
隨後，張武趁曹軍陣勢大亂之機，率兵登岸作戰，黃忠、關羽、張飛、趙雲、魏延等將也紛紛率兵上岸。
城中的荀攸向曹操說道︰「丞相，現在軍無戰心，荊州軍士氣正旺，又順風放毒煙，關羽、張飛、趙雲、黃忠等人皆是當世猛將，更兼有張武天下無敵，只怕城外之兵抵擋不住啊！城外之兵若是敗亡，城內糧草不足只怕也守不了多久，不如趁現在出城接應了城外之軍，以騎兵斷後，速速撤往宛城。」
曹操也知道當初進城太匆忙，很多糧草都未運進來，本來還想與城外的部隊互為犄角，先穩住再說，卻沒想到士氣如此低落，空有二十萬大軍卻不敢戰。
如果城外的部隊被消滅了，那城內也守不了多長時間，沒有士氣，再多的兵力都沒有用。還不如趁現在出城接應了徐晃與夏侯淵一起撤往宛城，至少他們還佔據人數優勢，以騎兵斷後的話，也損失不了多少人。
于是，曹操當機立斷，以張遼為前鋒，夏侯惇居後，曹操領中軍，打開城門殺了出去。
曹軍畢竟人多，荊州軍一時擋不住，城內的曹軍便接應了城外的曹軍一起向宛城撤去，以夏侯淵和張遼率騎兵斷後。
于是，張武與眾將又沖殺了一陣之後，見曹軍遠去，又有騎兵斷後，便不再追趕，大軍進入樊城。
與此同時，漢水之上的大火也漸漸熄滅，水上到處漂浮著曹軍尸體和燒焦的船只零件，又順水向下游慢慢漂去。
此戰，荊州軍于水上殲滅了曹軍近二十萬大軍，又追到岸上擊殺了將近兩萬余人，斬殺曹軍多員大將，繳獲了大量的糧草輜重和戰馬。
曹操被一把火燒的心驚膽戰，倉皇而逃，逃回樊城之後，又棄城逃往宛城。雖然損失了一多半的兵馬，但幸好沒有把命丟在水上，主要的謀士和大將也沒丟。
但曹操得知呂虔死于火海之後，心痛不已。呂虔可是有勇有謀，能文能武，是曹操手下的一員得力助手，在曹操擔任兗州牧的時候就追隨了曹操，多次帶兵平叛，親自冒著矢石，每次出征必能取勝。
張武留關羽守樊城，又率兵回到漢水之上打掃戰場，將曹軍尸體一一打撈上來進行焚燒，否則這麼多尸體會污染水質，襄陽百姓還要在漢水之上捕魚呢。
這次火燒連船跟歷史上的赤壁之戰不同，並沒有全殲曹軍。原著中，曹操深入荊州，在遭遇大敗之後，被周瑜一路追擊，逃離華容道後，身邊只有二十七騎跟隨。八十多萬大軍中新招降的荊州軍估計不是死了就是跑了，曹操從中原帶來的精兵也死傷慘重。
這次曹操水上的二十萬大軍基本上全軍覆滅，但陸地上留的二十萬大軍基本上都跑了，總算給曹操留了一些家底，但此後也無力再征討荊州了，至少十年之內是沒有能力了。
張武從弄出鐵鎖連船開始便布局，終于將曹操坑了一把，這個局能成功的最關鍵原因就是曹操想一統天下的野心。曹操自從打敗袁紹後就開始有些飄了，又是廢三公自任丞相，又是殺孔融，自認為天下無敵了。
後來三番兩次敗于張武之手後，曹操不但沒有變得小心謹慎，反而有些惱羞成怒，始終將張武視為頭號大敵，尤其是得知張武與劉備結合在一起後，終于仗著有鐵鎖連船相助，集結了四十萬大軍征討荊州。
曹操逃到宛城之後，終于明白了自己有些操之過急了，如果沒有可用的水軍，是無法與荊州或江東進行交戰的，什麼鐵鎖連船啥的都沒有用！
張武通過此戰大量消滅了曹軍的精銳士兵，同時奪回了樊城，消除了北方的威脅，但曹操雖敗，實力猶存，尤其是精銳騎兵都在，荊州還暫時還是無力北伐。
張武下一步的目標並不是北上攻打曹操，而是向東征討江東，打敗曹操只不過是為了解除後顧之憂。
在沒有足夠強大的步兵和騎兵之前，張武是不想主動進攻曹操的，即使他現在手下有那麼多猛將，但真要跟曹軍在陸地上正面對決，荊州軍還不是對手。
但現在不打曹操不代表以後不打，在張武的規劃中，要等以後取得益州和漢中之後，大量招募訓練步兵，然後再想辦法從涼州等地弄來戰馬，手上至少有一萬騎兵後才能跟曹軍在平原上正面硬剛。
而攻取益州也不是那麼容易的，不可能隨便去走一圈人家就投降了，原著中劉備一開始那麼順利，最終還是用了將近三年才成功。張武如果要取西川的話，就算運氣好會有帶路黨，但至少也得帶上五萬以上的大軍才行，而且還得他親自帶兵出征。
這就基本上是荊州一半的兵力了，如果在益州耽擱上一年兩年，就算曹操不來打，估計周瑜也不會放過這個好機會。周瑜可是時刻不忘找機會佔據荊州的，可以說周瑜作為屬下，甚至比孫權這個主公還有進取心。