諸葛亮草船借箭以後，又不謀而合地與周瑜一起提出了火攻曹操水旱大營的作戰方案。恰在此時，已投降曹操的荊州將領蔡和、蔡中兄弟，受曹操的派遣，來到周瑜大營詐降。心如明鏡的周瑜又裝聾賣傻，將計就計，故意接待了二蔡。一天夜裡，周瑜正在帳內靜思，黃蓋潛入帳中來見，也提出火攻曹軍的作戰方案。周瑜告訴黃蓋：他正準備利用前來詐降的蔡中、蔡和為曹操通報消息的機會，對曹操實行詐降計。並說：要使曹操墮於詐降計，必須有人受些皮肉之苦。黃蓋當即表示：為報答孫氏厚思和江東的事業，甘願先受重刑，爾後再向曹操詐降。
第二天，周瑜召集諸將於大帳之中，他命令諸將各領取3個月的糧草，分頭作好破曹的作戰準備。黃蓋打斷周瑜的話茬，搶先說：「不要說3個月，就是支用30個月的糧草，也無濟於事。如果這個月內能打敗曹操，那再好不過了;如一月之內不能擊潰他，倒不如依了張子布的主意，乾脆束手投降。」周瑜聞聽到這種滅自家威風、長他人志氣、動搖軍心的投降論調後，勃然大怒，喝令左右將黃蓋推出帳外，斬首示眾。黃蓋也不示弱，他以江東舊臣的資格倚老賣老，根本就沒把周瑜放在眼裡。這就越發使周瑜怒不可遏，他立命從速斬決。
周、黃矛盾的升級激化使諸將悄悄不安。大將甘寧以黃蓋乃東吳舊臣為由，替黃蓋求情，被一陣亂棒打出大帳。眾文武一見大都督火沖腦門，老將黃蓋死在眼前，就一齊跪下，苦苦為黃蓋討饒。看在眾人的面子，周瑜這才鬆了口，將立即斬決改為重打100脊杖。
眾文武還覺得杖罰過重，仍苦求周瑜抬手。周瑜此次寸步不讓，他掀翻案桌，斥退眾官，喝令速速行杖。行刑的士兵把黃蓋掀翻在地，剝光衣服，狠狠地打了50脊杖。
眾官員見狀再次苦苦求免，周瑜這才恨聲不絕地退入帳中。周瑜和黃蓋導演的雙簧苦肉計，幾乎瞞過了所有的文武官員。惟獨一人心裡清楚，他一言不發，袖手旁觀，他就是諸葛亮。
這50軍棍將黃蓋打得也真夠慘的，他皮開肉綻，鮮血迸流，一連昏死過幾次。其他將領來探視時，黃蓋守口如瓶，只是長吁短歎，似乎有許多難言的隱情。當他的密友闞澤抱著懷疑的態度前來視疾時，黃蓋才道出了實情，並轉請素有忠義和膽識的闞澤替他潛去曹營代獻詐降書信。富有閱歷、老謀深算的曹操，面對潛至的闞澤和詐降書，將信將疑。但闞澤也決非等閒之輩，他既具膽識，又能言善辯，最終使曹操不得不信。
恰在此時，已混入周瑜帳下的蔡中、蔡和兩人也遣人送來了周瑜怒杖黃蓋的密報。闞澤離開曹營回去之後，又使人給曹操帶去了密信，進一步約定了黃蓋來降時的暗號和標識。這期間，蔡和、蔡中也從江南岸為曹操暗通消息。這一切，做得天衣無縫，更使曹操對黃蓋「投降」一事深信不疑了。
曹操水軍多由北方人組成，他們不適應水上生活，不少人因顛簸暈船而發生疾病。另外，周瑜等雖然確定了火燒戰船的作戰方案，但曹操水軍戰船各自獨立，一船著火，他船尚可以迅速離去。為了為火攻創造更有利的條件，周瑜又巧妙地讓龐統潛至曹營，為曹操獻上了將戰船拴到一起的「連環計」。這樣一來，曹操的戰船或30只一隊，或50只一組，都用鐵鎖連到了一起，並在船上鋪了木板，士卒戰馬往來如履平地。暈船的問題解決了，不僅士卒為之歡呼雀躍，就是久經戰陣、深明兵法的曹操，面對穩如泰山的船陣，也自以為得計。
建安十三年(208年)十一月二十日，孫劉聯軍方面已作好大戰前的準備與部署。諸葛亮設壇祭風三日，是夜將近三更時分，果然東南風漸起，並越來越急。
黃蓋也將準備好的20只大船，裝滿蘆葦乾柴，澆上魚油，鋪好引火用的硫黃、焰硝等物，然後用青布油單遮蓋好，船頭還釘滿大釘，船上又樹起詐降的聯絡標識「青龍牙旗」。每條大船後面各繫著行動便捷的小船「走舸」。黃蓋還特派小卒持書與曹操約定當晚來降。周瑜也安排好接應黃蓋的船隻和進攻的後續隊伍。
江北的曹操，正在大寨中與諸將等待消息時，黃蓋的密信送到。信中稱：因周瑜關防甚嚴，黃蓋一時無計脫身。巧遇鄱陽湖運糧船隊到寨，周瑜遂命黃蓋巡邏，這才有了出營的機會。於是，定於當晚二更來降，插著青龍牙旗的船隊就是來降的糧船。曹操見書大喜，與諸將來到水寨的大船之上，專等黃蓋的到來。
黃蓋座船的大旗上，寫著「先鋒黃蓋」四個大字。他指揮著詐降的船隊，趁著呼呼的東南風向北岸疾進如飛。當曹操看到黃蓋的船隊遠遠駛來時，高興異常，認為這是老天保佑他成功。但曹操的部下程昱卻看出了破綻，他認為滿載軍糧的船隻不會如此輕捷，恐怕其中有詐。曹操一聽有所醒悟，立即遣將驅船前往，命令黃蓋來船於江心拋錨，不准靠近水寨。但為時已晚。此時，詐降的船隊離曹軍水寨只有二里水面，黃蓋大刀一揮，前面的船隻一齊放火。
各船的柴草、魚油立即燃燒起來，火乘風威，風助火勢，船如箭發，衝入曹操水寨。曹軍戰船一時俱燃，因各船已被鐵鎖連在一起，所以水寨頓時成為一片火海。
大火又迅速地延及北岸的曹軍大營。危急中，曹操在張遼等十數人護衛下，狼狽換船逃奔北岸。孫劉的各路大軍乘勝同時並進，曹軍被火焚水溺、著槍中箭而死的不可勝數，曹操本人也落荒而逃。周瑜、黃蓋的「苦肉計」、「詐降計」，至此取得重大成果，它是孫劉聯軍取得赤壁大戰勝利的重要計謀之一。