黃初三年（）秋九月，曹丕正式派兵南伐，魏國大軍分三路南下，孫權求和不成，放棄了和魏國的聯合，轉而重新與劉備結盟。
【大戰拉開序幕】
黃初三年（）秋九月，魏文帝曹丕從許昌出發率兵南征，分兵幾路並進，當時朝廷下令曹休、張遼、臧霸出兵洞浦口（此地吳國方面多稱為洞口，魏國多稱為洞浦，亦被稱為洞浦口），曹仁出兵濡須塢，曹真、夏侯尚、張郃、徐晃率軍圍攻南郡。同年十一月十一日，曹丕駕臨宛地。
孫權則依託長江拒守，他派遣呂範等率領五個軍，從水路抵禦曹休等，諸葛瑾、潘璋、楊粲前往救援南郡，朱桓以濡須督的身份抵拒曹仁。
其時揚、越蠻夷少數民族大多尚未平定，內患並未消除，故此孫權恭敬謙卑地上書魏文帝，請求允許自己改正罪過：“如果我的罪行難以除去，必不見置，理當奉還您賞賜的土地與人民，請求讓我寄身交州，了卻餘生。”
魏文帝回信：“您生在天下大亂之世，本就有縱橫天下的大志，卻降低身份奉待魏國，享有現在的封賞。自您被策封為吳王以來，奉獻的貢品不絕於路。討伐劉備的功業，國家仰仗您取得成功。如果做人反覆無常，古人視之為可恥之事。朕與您之間，君臣的名分已經確定，難道樂意勞苦軍隊遠征江、漢嗎？朝廷的議論，做君主的也不得獨斷專行，三公上奏您的過失，都是有根有據。朕以不賢明之識，雖有曾母投杼的疑惑，但還是希望他們所言不可信，並以此為國家幸事。故此先派使者來犒勞您，再遣尚書、侍中來與您重修前盟發誓，與您商定送太子為人質一事。您卻藉口推辭，不打算讓太子前來，眾議頗為奇怪。又讓前都尉浩周勸您送太子來，那實際是朝臣們共同商定的計劃，以此來試探您的誠意，您果然藉口推辭，對外援引隗囂送子入質而最終背叛為例，對內則自喻竇融，雖不送子入質卻做到堅忠不渝。時勢不同，人心各異。浩周返朝後，口手指地為您情，越發讓議事的大臣們明確對您的諸多嫌疑（注1），您所謂始終奉侍朝廷的保證，沒有任何依據，故此我勉強同意了大臣們的建議。現在看了您的上表，誠懇深刻，令人內心感慨，傷感動容。我即日下詔，命令各路軍隊深挖戰壕高築壁壘，不可輕舉妄進。如果您一定要表示自己的忠節，解除大家對您的嫌疑，孫登早上來朝為人質，晚上我就下令所有軍隊撤返。我所的話，其中誠意如長江一樣不可改流！”
而孫權不願意質子，遂不再和曹丕和談，決意一戰，這年孫權改元黃武，這也標誌著曹魏和江東自建安二十二年（17）以來的短暫和平開始結束。
【複合劉備】
孫權再和曹丕鬧翻之後，很快就派出使者重新聯合劉備，孫劉於是再次達成同盟。
黃初三年（）十二月，孫權派太中大夫鄭泉前往白帝城拜謁劉備，蜀、吳兩國自此重新通好。但孫權與魏文帝之間仍有使節往來，到第二年才正式斷絕關系。這年，孫權改夷陵為西陵。據《三國志·先主傳》記載，孫權聽劉備駐屯在白帝城，頗為恐懼，派遣使者求和。劉備許和，派太中大夫宗瑋前去議和完成使命。
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據《吳錄》記載，劉備聽魏大舉攻吳，寫信給陸遜：“曹軍現抵達長江、漢水一帶，我將再度率軍東下，將軍認為我能否這樣做？”陸遜回信：“只恐怕貴軍新敗，元氣還未恢復，所以才和我國恢復關係。當務之急是養好創傷，修補元氣，還沒有閒暇對外用兵。如果閣下不慎重考慮，欲圖再次率殘兵敗將遠途送來，仍然難逃覆滅的下場。”
歷史上孫權之所以重新和劉備複合，當然並不是因為對於駐屯在白帝城的劉備感到恐懼，而是希望自己能集中力量對抗曹丕，所以孫權雖然企圖恢復同盟，但並沒有第一時間掐斷和曹魏的聯絡，也沒有承認劉備的帝位，只是認同了其漢中王的王位，表示兩者地位對等，而孫權可能為了表示自己的誠意，才故意將夷陵改為西陵。
據《江表傳》記載，權雲：“近得玄德書，已深引咎，求復舊好。前所以名西為蜀者，以漢帝尚存故耳，今漢已廢，自可名為漢中王也。”、
《吳書》亦記載，使蜀，劉備問曰：“吳王何以不答吾書，得無以吾正名不宜乎？”泉曰：“曹操父子陵轢漢室，終奪其位。殿下既為宗室，有維城之責，不荷戈執殳為海內率先，而於是自名，未合天下之議，是以寡君未復書耳。”備甚慚恧。泉臨卒，謂同類曰：“必葬我陶家之側，庶百歲之後化而成土，幸見取為酒壺，實獲我心矣。”
而對於劉備而言，當時他已經因為夷陵之戰的慘敗而導致蜀漢國力大損，劉備雖然衝動但並不傻，他在同意恢復聯盟後還寫信威脅陸遜其實只是一個試探而已，最多想要一些好處，只不過陸遜並不吃這一套。在當時蜀漢先後因為襄樊之戰、上庸之變、夷陵慘敗的影響已經國力大為衰落，曹魏和東吳之間的大戰給了劉備乘火打劫的機會，可惜的是劉備卻心有餘而力不足，他已經沒有能力做漁翁了。如果曹丕和孫權早鬧翻的話，劉備甚至有機會重新來一個湘水劃界，當然，現在對於劉備已經只是一個妄想了。
實力受損的劉備最終只能被迫接受了孫權的聯盟，當時劉備未必想答應，但他已經沒有選擇了，畢竟蜀漢國力在三國之間最為弱，他們比孫權更需要盟友的幫助。
歷史上因為曹魏的強大所以孫劉聯盟抗曹一直是一個主流，這只在劉備迅速發展壯大時產生過波折，當時劉備、關羽等人過於忽視了盟友孫權的感受，雙方漸行漸遠，最終導致孫權偏向了曹魏一方，偷襲荊州，襲殺關羽使得二者反目成仇。
然而孫權雖然討伐關羽獲得了荊州，勢力得以加強，但並沒有因此削弱曹魏的實力，曹魏坐山觀虎鬥，反而獲得了孟達、黃權等人的投靠，魏國的國力並沒有降低，而吳蜀對於其的威脅反而大為減少，所以曹魏獨大的局面並沒有因為吳蜀內槓而改變，孫權在曹丕來襲之後順從大勢，雙方再次恢復了同盟。
注1：魏略載魏三公奏曰：“臣聞枝大者披心，尾大者不掉，有國有家之所慎也。昔漢承秦弊，天下新定，大國之王，臣節未盡，以蕭、張之謀不備錄之，至使六王前後反叛，已而伐之，戎車不輟。又文、景守成，忘戰戢役，驕縱吳、楚，養虺成蛇，既為社稷大憂，蓋前事之不忘，後事之師也。吳王孫權，幼豎子，無尺寸之功，遭遇兵亂，因父兄之緒，少蒙翼卵昫伏之恩，長含鴟梟反逆之性，背棄天施，罪惡積大。復與關羽更相覘伺，逐利見便，挾為卑辭。先帝知權奸以求用，時以於禁敗於水災，等當討羽，因以委權。先帝委裘下席，權不盡心，誠在惻怛，欲因大喪，寡弱王室，希託董桃傳先帝令，乘未得報許，擅取襄陽，及見驅逐，乃更折節。邪辟之態，巧言如流，雖重驛累使，發遣禁等，內包隗囂顧望之奸，外欲緩誅，支仰蜀賊。聖朝含弘，既加不忍，優而赦之，與之更始，猥乃割地王之，使南面稱孤，兼官累位，禮備九命，名馬百駟，以成其勢，光寵顯赫，古今無二。權為犬羊之姿，橫被虎豹之文，不思靖力致死之節，以報無量不世之恩。臣每見所下權前後章表，又以愚意採察權旨，自以阻帶江湖，負固不服，狃忄犬累世，詐偽成功，上有尉佗、英布之計，下誦伍被屈強之辭，終非不侵不叛之臣。以為晁錯不發削弱王侯之謀，則七國同衡，禍久而大；蒯通不決襲歷下之策，則田橫自慮，罪深變重。臣謹考之周禮九伐之法，平權兇惡，逆節萌生，見罪十五。昔九黎亂德，黃帝加誅；項羽罪十，漢祖不捨。權所犯罪釁明白，非仁恩所養，宇宙所容。臣請免權官，鴻臚削爵土，捕治罪。敢有不從，移兵進討，以明國典好惡之常，以靜三州元元之苦。”其十五條，文多不載。