此战更让孙权决定放手一搏，若关羽控制整个荆州，孙刘联盟的孙吴一方必然成为蜀汉的附庸。
孙权立刻与曹操订立秘密同盟，曹操为表达诚意，撤走合肥、居巢等地的军队，给东吴缓解压力。
十月，东吴的荆州都督吕蒙率军偷袭荆州，镇守公安的士仁、江陵（今荆州）的麋芳因与关羽有嫌隙开城投降。
吕蒙坐镇江陵，下令东吴军不可擅取百姓东西，发放荆州的储备军粮供给当地百姓。如此收拢民心，是没有撤兵的打算。更致命的是，吕蒙下令不得*扰关羽军家眷，关羽军队的家属都得到优待，好一招釜底抽薪，这令关羽军心动摇。
曹操方面也没有闲着，令徐晃前往支援樊城。徐晃稳扎稳打，关羽这边备受煎熬。十月初九，关羽撤围樊城，不过仍未撤兵。早先投降关羽的荆州刺史胡脩、南乡太守傅方被阵斩，关羽由攻转守。
关羽的大本营落入东吴之手，与吕蒙和谈不成，只得撤离襄阳和樊城前线，南下回援。
十一月，东吴陆逊率李异、谢旌等攻陷秭归、枝江、夷道，守长江西陵峡口。蜀汉宜都郡守樊友逃跑，房陵太守邓辅、南乡太守郭睦、将领詹晏、陈凤、秭归大姓文布、邓凯皆被陆逊大败，陈凤被俘后投降，文布被陆逊招降，关羽从三峡撤往益州的道路断绝。
十二月，关羽退守麦城（今湖北省当阳市两河镇麦城村）时，还有两万人马，但遭到东吴大军的团团围困。
