建安十二年（207年），曹操在《讓縣自明本志令》中云：「今臣將兵二十萬……奉國威靈，仗鉞征伐，……遂蕩平天下，不辱主命」；《三國誌·魏書·武帝紀》：「公至赤壁，與備戰，不利，於是大疫，吏士多死者，乃引軍還」；《蜀書·先主傳》：建安十三年七月，曹操征劉表，九月至新野後，「先主遣諸葛亮自結於孫權，權遣周瑜、程普等水軍數萬，與先主併力，與曹公戰於赤壁，大破之，焚其舟船，先主與吳軍水陸並進，追至南郡（今湖北江陵），時又疾疫，北軍多死，曹公引歸」；《蜀書·諸葛亮傳》：「今戰士還者及關羽水軍精甲萬人，劉琦合江夏戰士亦不下萬人，」「權大悅，即遣周瑜、程普、魯肅等水軍三萬，隨亮詣先主，併力拒曹公；」《吳書·吳主傳》：「瑜（周瑜）、普（程普）為左右督，各領萬人，與備俱進，遇於赤壁，大破曹公，公燒其餘船引退，士卒饑疲，死者大半」；《周瑜傳》：「時曹公軍眾有疾病，初一交戰，公軍敗退，引次江北，瑜軍等在南岸。瑜部將黃蓋曰：『今寇眾我寡，難與持久，然觀操軍船艦首尾相連，可燒而走也……先書報曹公，欺以欲降，曹公軍吏士皆延頸觀望，指言蓋降，蓋放諸船，同時發火，時風盛猛，悉延燒岸上營落」；《黃蓋傳》裡也有此說：「建安中，隨周瑜拒曹公於赤壁，建策火攻」。
解析三國歷史，由陳壽撰文裴松之作注的《三國誌》是最權威的典籍，總結分析上述史料，可以得出：
1、赤壁之戰是以曹操為一方，孫權、劉備為另一方的一次有組織、有準備、策劃精細的較長時間的軍事行動。早在建安十二年，曹操就在河北訓練水軍，準備麾軍南指，「蕩平天下」；為自保，建安十三年九月始，孫權、劉備結成聯盟，抵禦曹軍，而抵禦曹軍的理想戰場是浩渺的長江，能以己之長攻敵之短，所以以長江作為戰場是孫劉聯軍精心策劃的。
2、雙方的兵力都很龐大，曹操在許昌時說自己的軍隊有「二十萬」，南下荊州後，又得到劉表數萬降兵，因此曹軍有近三十萬之眾；《三國誌·周瑜傳》注引《江表傳》又認為有兵十五六萬，荊州降兵儘管有七八萬，卻不會賣力，因此曹軍真正有戰鬥力的軍隊只有十幾萬，而孫劉聯軍亦足可觀，「孫權有水軍三萬」，「劉備有水軍一萬」，又加「步軍一萬」，聯軍總兵力有近五六萬人，同時據《諸葛亮傳》認為東吳有「十萬之眾」，如此一來，孫、劉軍隊之數量有近十萬之眾，說赤壁之戰是一次以少勝多的戰例屬實，但雙方兵力對比並不十分懸殊。
3、曹操在赤壁之所以遭敗，不在於「戰」而在於「疫」，是「疾疫」打敗了曹操，因在雙方交戰之前，曹軍就染上了「疾疫」而戰鬥力大減，使之江中一交手就敗下陣來，如果不是「疾疫」，攻勢凌厲的曹軍決不會如此潰不成軍。嚴格說來，赤壁之戰作為一次戰役只有「役」而沒有「戰」，或者說只有規模不大的「戰」而已，有學者認為赤壁之戰只是一場遭遇戰就是從這個角度說的，然而稱之為遭遇戰並不恰當，從軍事學角度分析，雙方不期而遇才叫遭遇，可赤壁之戰是雙方都準備要進行的大戰，都是有備而來，有備而遇，戰場就在長江，所以說遭遇戰是不對的。
4、有關黃蓋的詐降，史書確有其事，但黃蓋的詐降只是臨時的戰術手段而不是反覆推演的戰略謀劃。雙方在江中遭遇及曹操退守北岸之後，黃蓋認為曹操即使敗退，其勢力仍在，一旦軍中「疾疫」稍好，戰鬥力恢復，對孫劉聯軍是不利的，所以才要速戰速決，不讓曹操有喘息之機，而以火攻曹軍，則是黃蓋看到曹操的艦船連接在一起，才有此臨時戰術性創意。
5、在整個戰役中，劉備只是協助孫權抵禦曹軍，充當輔助性角色，待聯軍追曹操至南郡整個戰役結束之後，劉備就開始在荊州擴展勢力並向川蜀發展，從而引起孫、劉聯盟的分裂，三國鼎立的局面最終形成。
所以，從軍事學角度分析，赤壁之戰在中國古代歷史上數十次大的戰役中，稱不上是一次真正意義上的以少勝多的出色戰役，嚴格地說，因「疾疫」使雙方幾乎沒有經過大規模廝殺就結束了戰爭，只有「役」，沒有真正意義上的「戰」。如果不是歷代文士的描述及小說的渲染鋪墊，那麼，這場戰爭也許早被人們忘記了。