關羽在包圍樊城之後，雖然暫時取得了局勢的上風，但隨著曹軍援軍源源不斷的到來，也感到越發吃力，之後，後方淪陷的訊息傳來，關羽被迫退軍。
【對戰徐晃】
在於禁失敗之後，曹操又派徐晃來支援曹仁，徐晃一開始因為兵少並沒有對關羽造成太大的威脅，不過後來曹魏援軍不斷，徐晃兵力越來越多，關羽逐漸支撐不住。
早先徐晃到達樊城後，關羽把曹仁圍困得非常嚴密，其他援軍也尚未趕到，徐晃的部下還大多是新兵，很難同關羽作戰，人馬不足以解樊城之圍，但當時眾將卻催促徐晃趕快出兵救援，徐晃屯駐在陽陵陂進退兩難。
辛好當時趙儼以議郎的身份南行去參予曹仁的軍事行動，於是趙儼就對眾將：“如今敵寇把樊城圍困得異常堅固，比積水還要嚴密，我軍步卒勢單力薄，而曹仁又被隔斷不能同力破敵，倉促出兵救援對內外都不利。目前不如命前軍進逼包圍圈，暗地裡派間諜通報曹仁，讓他知道城外救兵已到，以此來激勵將士。算來北路援軍不過十天也會趕到，城內兵將在這段時間內足以據城堅守。然後裡應外合，發起攻擊，敵寇一定會被打敗。如有救援遲緩的責難，我願擔當責任。”後來曹操又返回來，派將軍徐商、呂建等人去見徐晃，傳令：“必須等兵馬全集中，再一起向前出去。”
於是眾將不在催促，於是一面挖地道，一面用弓箭把書信射入城中通報曹仁，幾次互通訊息，為日後的反攻做好了準備。
【援軍不斷】
為了擊敗關羽救援曹仁，曹操一方面自己親自南下，另一方面從各地調兵支援，當時曹操前後派殷署、朱蓋等一共十二營的部隊到徐晃這兒來幫助其對抗關羽，此外張遼等將領當時也在路上。
當時曹操先以朝廷的名義下詔徵召兗州刺史裴潛及豫州刺史呂貢等引軍赴令，一開始裴潛以為只是這只是一般的召集，於是在收到詔令後只是慢慢地整軍。
揚州溫恢見裴潛毫不知情，便跟他密談：∟∟∟∟，m.≠.c＠om“從現在的狀況觀察，必然是丞相知道襄陽一帶軍情告急，想要你們立刻引軍前往支援了。之所以不下令緊急召集，只是不想讓其它地方的守軍都受到驚擾動搖而已。此數日內你必然會收到密書催促你立即進軍，而張遼等大將亦將會收到召集令。張遼他們久從主公，必定知曉主公的深意，屆時如果他們的軍隊比你們這些早已收到詔令者更早趕赴戰場的話，你必定要受到責罰！”
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裴潛聽從了溫恢之言，立刻留下輜重，下令軍隊以輕裝快速出發。不久後，裴潛果然收到緊急召集的密書，而張遼等人亦果然也被徵召，盡如溫恢所預料的情況一樣。
【關羽敗退】
當時關羽派兵在偃城屯紮，徐晃到達後，設計挖掘塹壕，作出要截斷敵人後路的樣子。關羽部隊就燒燬自己的營寨逃跑了。徐晃佔領偃城後，兩面營寨相連，又稍微前進到距離敵人的包圍圈三丈左右的地方，卻沒有進攻。敵人的圍頭有兵屯駐，另外還在四冢駐軍。徐晃揚言要攻打圍頭的守敵，卻秘密地進攻四冢，關羽看到四冢要被攻破，親率五千步、騎兵出戰，徐晃迎擊，關羽退去，徐晃便乘勝追擊，一鼓作氣衝入敵圍，大破敵軍，很多人自投沔水而死。
據《蜀記》記載，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，：“大哥，你的這是什麼話？”徐晃回答：“這是國家之事。”
另據《資治通鑑》記載，徐晃將包圍圈被打破後，背叛國家的傅方、胡修都被殺死，關羽於是撤圍退走，然而關羽的船隻仍據守沔水，去襄陽的路隔絕不通。
不過隨著曹軍源源不斷的到來，關羽壓力越來越大，加上很快南郡淪陷的訊息就傳到軍中，關羽軍心動搖，無力再戰，遂徹底退兵。
在關羽退軍之時，曹仁召集眾將商議軍情，大家都：“如今關羽處境危急，一定會驚慌失措，乘勝追擊定能將他活捉。”
趙儼卻：“孫權趁關羽處境困難，想要偷偷斷了他的後路，又顧慮關羽回兵救援，怕我軍乘他們兩軍疲憊之機採取行動，因此和我們合作，願為我們效力，而實際上暫在一旁隨機應變，以觀勝敗。如今關羽已成為孤軍，更應留下他作為孫權的心腹之患。如果窮追不捨，孫權就會改變想法，怕關羽被打破後我軍將攻擊東吳，他就會為我軍製造麻煩。我想魏王此時也一定在為此而深謀遠慮。”曹仁於是暫緩追擊。曹操聽關羽敗走，惟恐眾將追趕，果然急忙派人傳令給曹仁，就像趙儼所策劃的那樣。
不過關羽退兵之後，襄樊一帶的亂局並沒有結束，曹操死後，曹丕上位，一度放棄了襄樊，後孫權直接撿了便宜，曹丕反悔後，又將襄樊奪回。
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：“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：“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！”