自率主力北攻荊襄（魏荊州治新野，今河南新野；襄陽郡治襄陽，今湖北襄樊）。

當時徵南將軍曹仁駐紮在樊城（今湖北襄樊），將軍呂常駐紮襄陽，左將軍于禁及立義將軍龐德駐紮在樊城北。

徐晃（時為平寇將軍）駐紮宛（今河南南陽市），協助曹仁征討關羽。

八月，大雨，漢水暴漲，于禁七軍均被水淹，在關羽水軍猛攻下，于禁被迫投降，龐德力戰被俘殺。

關羽乘勝圍攻樊城，並以一部兵力包圍襄陽。

此際，魏荊州刺史胡修、南鄉（治南鄉，今河南淅川東南）太守傅方，均降於關羽，陸渾（今河南嵩縣東北）人孫狼等，亦殺官起兵，響應關羽，關羽聲勢一時“威震華夏”。

曹操認為漢獻帝在許都，與賊臨近，一度準備遷都，因丞相司馬司馬懿及曹椽蔣濟勸諫而停止。

曹操採納了司馬懿利用矛盾破壞孫、劉聯盟，以坐收漁翁之利的策略，派使者去見孫權。

同時指令徐晃率軍援救曹仁。徐晃所部多為新兵，難以與關羽爭鋒，於是進至陽陵坡駐紮（樊城北）。

曹操派將軍徐商、呂建傳令：“要等到兵馬集結後，一起出擊。”

當時關羽前部屯偃城，徐晃佯築長塹，示以將切斷蜀軍後路。蜀軍懼被圍，燒營撤走，徐晃軍進據偃城，兩面連營，漸向圍城蜀軍逼近，徐晃軍營距關羽所圍僅三丈。

曹操使者返回洛陽，帶來孫權密信，說即派兵西上襲擊關羽，但請保密，以防關羽得知有備。

曹操採納董昭意見，故意洩漏信中內容。曹操令徐晃用箭將孫權密信內容，分別射入樊城及關羽營中。

被圍魏軍得信後，士氣倍增，防守更堅；關羽得信後，則進退兩難。

此時，曹操為了解救樊城、襄陽，已率主力由洛陽進抵摩陂（今河南郟縣東南），並已先後派殷署、朱蓋等十二營兵進至偃城，悉歸徐晃指揮。

關羽軍主力屯圍頭，一部屯四冢。徐晃以聲東擊西戰術，揚言欲攻圍頭，卻出其不意突襲四冢。

關羽恐四冢有失，自率步騎五千出戰，戰前，由於關羽和徐晃是同鄉而且關係很好，兩人隔著遙遠對話，但說平生，不及軍事，不久徐晃下馬宣軍令：“得關雲長首級的人，賞金千斤。”

關羽驚怖，說：“大哥，你說的這是什麼話？”徐晃回答：“這是國家之事。”

隨後兩軍混戰，關羽被徐晃擊敗，當其退走營寨時，徐晃率軍窮追不捨，緊隨其後衝入營內。

當時關羽營寨，外圍深壕及鹿角十重，障礙設施極為嚴密，若從營外強攻極為困難。現乘其軍陷於混亂之機，由內突襲，一舉大破之，殺降蜀之胡修、傅方。

關羽遂撤圍退走，樊城圍解。

不久，東吳大都督呂蒙偷襲江陵，關羽被俘殺。

此戰，對於鞏固曹操的南部疆土，穩定後方都起了重大作用，不僅挫敗關羽的強大攻勢，更重要的是破壞孫、劉聯盟，改變了當時的戰略格局，使曹操掌握了戰略主動權。

樊城、襄陽城危之時，曹操將名將張遼和諸將皆調回，以援曹仁，然張遼等未至，徐晃已解二城之圍，其功可比張遼的合肥之役。

曹操在一篇令中說：“敵人圍塹鹿角十重，將軍致戰全勝，遂陷賊圍，多斬首虜。我用兵三十餘年，以及所聽說過的古代善於用兵的人，沒有能夠這樣長驅直入敵圍的。況且樊、襄陽之圍，勝過以前的莒、即墨之圍，所以將軍之功，勝過孫武、穰苴。”（注：成語“長驅直入”即由此而來。）

徐晃凱旋摩陂之時，曹操親自出營七里迎接徐晃，並設宴慶賀，慰勞徐晃。

曹操舉卮（古代一種盛酒器。圓形。容量四升）對徐晃說：“襄陽、樊城得以保全，是將軍你的功勞啊！”

徐晃治軍嚴謹，令行禁止，當時諸軍雲集於摩陂，曹操案行諸營，不少士兵出陣圍觀，唯有徐晃部下軍營整齊，將士駐陣不動。

曹操嘆到：“徐將軍可謂有周亞夫之風啊！”

公元220年（黃初元年），曹操去世，曹丕即魏王位，封徐晃為右將軍，進封逮鄉侯。

十月曹丕稱帝，史稱魏文帝，又進封徐晃為楊侯，與徵南將軍夏侯尚在上庸（湖北竹山西南）攻打蜀將劉封，破其軍，劉封逃回成都後，被劉備賜死。

因徐晃鎮守陽平，遷封為陽平侯。後孫權派部將陳邵守襄陽，徐晃與曹仁共擊陳邵，攻克了襄陽。

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