本来，在关羽咄咄逼人的攻势下，曹操有些手忙脚乱，他甚至打算迁都以避关羽兵锋。司马懿、蒋济等人劝他说：“于禁七军复灭，乃被大水所淹，并非战攻之失，此败对国家大计未有大损。依臣等愚见，刘备、孙权，外亲内疏，关羽得志，孙权必不愿意。我们可以派人劝孙权偷袭关羽的后方，答应事成之后以江南之地相封。孙权若在关羽后面动手，襄樊之围自解。”正在此时，孙权派人送来密信，信中说：“我欲遣兵西上，掩袭关羽。江陵、公安，荆州重地，羽失二城，必自奔走，樊军之围，不救自解。乞密勿漏，令羽有备。”曹操把孙权的信给臣下看，大臣董昭说：“军事斗争注重权变，以利于己为目的。我们应该利用这封信，口头上答应孙权保密的要求，实际上把它泄露出去。”
“噢？”曹操异常兴奋，他对违反众议的见解一向很感兴趣：“你说说这样做的用意！”
“这样做有三个好处。”董昭说：“第一，关羽听说孙权西上，如果回军自护，襄樊之围自解，我们可立即得到好处，又可使孙、关二人互相对峙攻击，而我坐收渔翁之利。如果我们照孙权说的去做，使孙权得志，决非上策。”
“嗯，第二呢？”
“第二，若我樊城围中将士不知有救，看着城中粮食越来越少，必然越发恐惧，万一生出变故，危害巨大。还是将此信泄露为好。第三，关羽为人刚愎强硬，自恃江陵、公安守备坚固，必不速退。泄露密信，不会影响孙权偷袭江陵的计划。”
听完董昭的一番议论，曹操当即决定令徐晃部自宛城南下，援救樊城，并将孙权密信设法泄露给城中的曹仁和围城的关羽。
徐晃所统之兵，多为新征募而来，战斗力不如关羽军，一时难以与之争锋，所以进至阳陵陂（在今湖北襄樊西北约八里）便暂时停下来。为了对付徐晃援兵，关羽抽出一部人马驻扎在位于樊城西北三里的偃城。徐晃生出一计，派人在偃城外挖掘一条大堑壕，作出一付欲切断偃城关羽军后路的样子。屯驻偃城的关羽兵害怕被隔断，慌忙退走，徐晃占领了偃城，离关羽的围城主力更近了。
为了加强徐晃军的力量，曹操又令殷署、朱盖等所统的十二营归徐晃节制，但上述救兵一时不能到齐，所以还不能进军与关羽交锋。而徐晃手下众将见主帅迟迟不下令交战，害怕承担襄樊失陷、援助不力的责任，大家坚持要徐晃下令发兵。徐晃问赵俨该怎么办，赵俨说：“我来为将军处理此事。”他把众将召集起来，对他们说道：“敌人对樊城的包围异常坚固，城外的洪水又仍不断上涨。我军兵力单薄，曹仁又被围在城里不能同我们会合。这种情况下出兵对城里城外都不利。我们不如派先头部队逼进关羽外围，暗地里派人通报曹仁，让他知道救兵已到的消息，使城内将士受到鼓舞和激励。十天之内，北面赶来救援的大军就会到达，在此期间，关羽还不会攻下樊城。等到大部队到达后，我们内外一起发动攻击，一定会成功。如果因为救援迟缓而致使樊城陷落，主公追究责任，我愿为诸公担当。”
众人听了赵俨这番话，个个斗志昂扬。他们立即挖掘地道，接近樊城，用箭把信件射入城中，与城内曹仁沟通消息。与此同时，徐晃又命人用箭把孙权的密信射人关羽营中。关羽得到消息，果然犹豫不决。不撤军吧，孙权已经决定在自己后方动手；但若撤军，北征襄樊的成果前功尽弃，他又不甘心。
就在关羽举棋不定之际，曹操已率大军进驻南距樊城约三百里处的摩陂。曹操在此屯驻，并非不能到达樊城前线，而是听从尚书桓阶的意见有意如此。按照众将的意见，如果大军不赶快救援，樊城之败便无可挽回。只有桓阶不这样认为。他问曹操：“主公认为曹仁和徐晃等会不会对军情做出判断？”曹操说：“他们当然会。”桓阶又问：“主公莫不是怕他们不尽心尽力？”曹操说：“也不是。”“那您为什么还要亲自率兵前往呢？”“我是怕关羽人马众多，对徐晃等人不利呀！”“主公大可不必如此担心。”桓阶进一步为曹操分析说：“眼下曹仁等身处关羽重围之中，却能拼死守城，毫无二心，这是为什么呢？就是因为有您在远处为他们作声援。人居万死之地，必有拼死求生之心。如今樊城，内怀死争的决心，外有强大的援兵，大王只需按兵不动，向敌人显示我们有极大的余力，何必担心失败而要亲自前往呢？”
曹操认为桓阶的分析有道理，便接受了他的建议。
殷署、吕建、朱盖、徐商等十二营陆续会齐在徐晃麾下，曹操率主力在麾陂遥相呼应，曹军与关羽军的力量比顿时改观。徐晃便下令攻击关羽的围城军队。他采用声东击西的战术，声称进攻关羽军北面正对曹军的部分，实际上却兵锋一转，袭击四冢（今湖北襄樊附近）屯。关羽急忙援助四冢，徐晃早就对士兵们定下赏格：有得关羽头者，赏千金。曹军越战越勇，连破关羽围堑十重。关羽军损失严重，再加上孙权的密信搞得他心烦意乱，终于撤掉樊城之围。关羽虽然撤围，但并没有马上向江陵撤退，他的水军仍占据沔水，襄阳的水路仍隔绝不通。
就在这个时候，传来了江陵、公安已被孙吴占领的消息。
关羽虽然知道了孙权的阴谋，但他没想到形势变化来得这么快。
孙权之所以给关羽来个措手不及，是因为夺取荆州的计划及行动，全都是在极其保密的情况下进行的。
夺取荆州的计划只有孙权、吕蒙等少数人知道，在决定任用陆逊前，吕蒙都不对他透露一点消息。孙权的偏将军全琮，在关羽北征襄樊时也提出乘机袭取荆州，但孙权恐怕搞得风声太大，泄露秘密，便对全琮的奏章寝而不答。可见其保密程度之高。
不但袭取荆州的计划极其保密，袭取荆州的行动也不公开。本来，孙权打算派孙皎和吕蒙任左、右部大督，共同袭夺江陵。吕蒙说：“如果主公认为孙皎将军合适，就用孙皎将军；如果认为我合适，就用我。想当初，周瑜、程普为左、右部督，共攻江陵，虽然周瑜是主帅，但程普自以为是老将，并且都是部督，所以与周瑜不和，差点坏了国家大事。我们应当引以为戒。”吕蒙不愿意让孙皎与他共进江陵，除了怕指挥不统一外，恐怕还有防止兴师动众丧失保密性的原因。
听了吕蒙的话，孙权也恍然大悟，便改变了主意。
建安二十四年十月，吕蒙任征荆州大督，率兵西上。到寻阳（治今湖北黄梅西南）之后，吕蒙便令精兵全部隐藏在大货船里，让摇船的士兵穿上平民的服装，打扮成商人的模样。人陆口，过巴丘，进入了南郡境内。关羽设在江边的哨所都以为是一支商船队，没有丝毫戒备。当他们知道真相时，已经来不及进行反抗，被捆绑起来作了俘虏。就这样，吕蒙率军一直开到公安城下。关羽部将士仁依城拒守。吕蒙派虞翻前去劝降，虞翻便给士仁写了一封信，信中说：
明者防祸于未萌，智者图患于将来。知得知失，可与为人；知存知亡，足别吉凶。大军之行，斥候（哨兵）不及施，烽火不及举，此非天命，必有内应。将军不先见时，时至又不应之，独守萦带之城而不降，死战则毁宗灭祀，为天下讥笑。吕虎威（即吕蒙）欲径到南郡，断绝陆道，生路一塞，按其地形，将军为在箕舌上耳，奔走不得免，降则失义，窃为将军不安，幸熟思焉。
士仁接到虞翻的信以后，知道大势已去，开城投降。
士仁投降后，虞翻又对吕蒙说：“我们虽然取得公安，但使用的一直是谲诈之兵。如今欲取江陵，应当带上士仁，于取胜有利。”果然，吕蒙带上士仁到达江陵城下，守城的麋芳见士仁已降，便开城投降。吕蒙偷袭荆州取得成功，高兴得还没人江陵城就在城外的沙滩上奏起了军乐。虞翻赶紧对吕蒙说：“如今死心塌地投降我们的只是麋芳一人，城里的人不见得全部愿降，您为何不赶快进城控制城门呢？”吕蒙这才从胜利的陶醉中清醒过来。果然，麋芳的部下有一部分人谋划着伏击吕蒙入城人马，多亏虞翻提醒得及时，使欲伏击者未能得逞。