于是，吕蒙自称病重。孙权则公开发布命令召吕蒙返回，暗中与他进行策划。同时，陆逊至陆口，写信给关羽，称颂关羽的功德，深深地自我谦恭，表示愿意尽忠和托付自己的前程。关羽因此感到很安定，不再有疑心，便逐渐撤出防守的军队赶赴樊城。陆逊把全部情况向孙权作了回报，陈述可以擒服关羽的战略要点。
关羽得到于禁等人的军队数万人，粮食不足，军队断粮，便擅自取用孙权湘关的粮米；孙权闻知此事，便派兵袭击关羽。曹操出兵汉中时，派平寇将军徐晃驻屯宛城援助曹仁；及至于禁兵败，徐晃向前推进到阳陵坡。关羽派兵驻扎偃城，徐晃军队到达后，通过隐秘的小径围绕偃城，掘一道长壕，表示要截断关羽守军的后路，关羽守军便烧毁营盘退走了。徐晃占据偃城后，连结军营逐渐向前推进。曹操派赵俨以议郎的身份参与曹仁的军事部署，和徐晃所部一同前进，而其余的救兵尚未赶到。
徐晃率领的军队没有足够的力量解樊城之围，而将领们却呼叫着责备徐晃，催促他去救曹仁。赵俨对将领们说：“如今贼兵已经将樊城紧紧包围，水势仍然很大，我们兵力单薄，又与曹仁隔绝，不能同心合力，这一举动恰会使城里城外都受到伤害。如今不如向前靠近关羽的包围圈，派遣间谍通知曹仁，使他一齐发动，一定可以打败关羽。假如有迟缓不发救兵之罪，由我一人替诸位承当。”将领们都很高兴。徐晃在距关羽的包围圈三丈之外的地方，扎下营盘，挖地道和射箭书通知曹仁，多次沟通消息。
孙权写信给曹操，请求允许他讨伐关羽，为朝廷效力，并请求不要把消息泄露出去，使关羽有所防范。曹操问群臣，群臣都说应当保密，董昭却说：“军事行动，注重权变，要求合乎时宜。我们应当答应孙权为他保密，但暗中将消息泄露出去。关羽知道孙权来信的内容以后，若要回兵保护自己，樊城的包围就迅速解除，我们便可获利。同时，还使孙权、关羽像两匹被勒住马衔的斗马一样，相互敌对而动弹不得，我们可以坐着等待他们筋疲力尽。如果保守秘密不泄露，使孙权如意，这不是上策。再者，被围的将士不知道有救兵，计算城中粮食不足以持久，心中会惶恐不安。倘若再有其他的想法，危害不会小，还使泄露出去为好。况且关羽为人强悍，自恃江陵、公安两城防守坚固，一定不会很快退兵。”
曹操说：“很对！”立即下令徐晃将孙权的书信用箭射入围城之内和关羽军营中。被围的将士得到书信后，士气增长百倍，关羽果然犹豫不决，不愿撤兵离去。
十月，曹操亲率大军从长安回师到洛阳，准备南下解救曹仁，属下臣僚都说：“大王如不迅速行动，如今就要败了。”
惟有侍中桓阶说：“大王认为曹仁等人能否估计目前的形势？”
曹操说：“能够。”
桓阶又问：“大王恐怕曹仁、吕常不尽力吗？”
曹操答道：“不是。”
恒阶问道：“那么为什么您要亲自去呢？”
曹操回答说：“我担心敌人太多，而徐晃等人力量不足。”
桓阶说：“如今曹仁等人身处重围之中，仍然死守，没有二心，实在是因为他们认为大王您在远处作外援的缘故。处于万死的危险之地，必定有拼死抗争之心。城内将士有拼死抗争之心，城外有强大的救援，大王您控制六军，显示我们还有多余的军力，何必担心失败而亲自出征？”
曹操很同意桓阶的话，于是驻扎在摩陂，先后派遣殷署、朱盖等共十二营军队到徐晃那里增援。关羽在围头派有军队驻守，在四冢还有驻军。徐晃于是扬言将进攻围头，却秘密攻打四冢。关羽见四冢危急，便亲自率领步、骑兵五千人出战，徐晃迎击，关羽退走。关羽在堑壕前围有十重鹿角，徐晃追击关羽，二人都进入关羽对樊城的包围圈，包围圈被打破，傅方、胡修都被杀死，关羽于是撤围退走，然而关羽的船只仍据守沔水，去襄阳的路隔绝不通。
吕蒙到达寻阳，把精锐士卒都埋伏在名为冓鹿的船中，让百姓摇橹，穿商人的衣服，昼夜兼程，将关羽设置在江边守望的官兵都捉了起来，所以关羽对吕蒙的行动一无所知。麋芳、士仁一直都不满意关羽轻视自己，关羽率兵在外，麋芳、士仁供应军用物资不能全部送到，关羽说：“回去后，当治他们的罪。”
麋芳、士仁都感到恐惧，于是吕蒙命令原骑都尉虞翻写信游说士仁，为其指明得失，士仁得到虞翻信后，便投降了。虞翻对吕蒙说：“这种隐秘的军事行动，应该带着士仁同行，留下军队守城。”
于是带着士仁至南郡。麋芳守城，吕蒙要士仁出来与他相见，麋芳于是开城出来投降了。吕蒙到达江陵，把被囚的于禁释放，俘虏了关羽及其将士们的家属，对他们都给以抚慰。对军中下令：“不得骚扰百姓和向百姓索取财物。”
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