但是，提前出发的吴将孙桓部却走在了刘备的前面，截断了刘备回益州的要道。
当刘备行至石门山（今湖北巴东东北）时，差点被孙桓部擒获。刘备逾山越险，才得以摆脱追兵，逃入永安城（又叫白帝城，在今重庆市奉节东）。
这时，蜀军镇北将军黄权所部正在江北防御魏军。刘备败退后，黄权向西的归路被吴军截断，黄权又耻于向吴军投降，不得已于八月率众北进，向曹魏投降。
同月，马良由南方往西北撤退时，被吴将步骘截击而死。只有向宠的军队特别完整从夷陵回到蜀地。
此战，刘备军几乎全军覆没，阵亡数万人。
刘备逃到白帝城后，吴将潘璋、徐盛等人都主张乘胜追击，扩大战果。但此时刘备收拢散兵以及赵云的后军来援，永安驻军接近两万，陆逊已经失去攻克永安的机会。
再加上他顾忌曹魏方面乘机浑水摸鱼、袭击后方，遂停止追击，主动撤兵。九月，曹魏果然攻吴，但因陆逊早有准备，魏军终于无功而返。
次年四月，刘备一病不起，亡故于白帝城。夷陵之战就这样结束了。
东吴守住了荆州，而蜀汉受到重创，元气大伤。此战两国实力都受到影响，为双方日后消除矛盾、共同抗魏奠定基础。
战役中失利的蜀汉昭烈帝刘备向西败逃，但是到了益州东部的永安便不再西进。
孙权方面虽然获胜，但是听到刘备驻扎在离边境如此之近的地方仍然感到畏惧，遣使议和。
因长期征战和兵败而心力交瘁的刘备同意停战，次年四月逝世，蜀汉军政大权全部托付于丞相诸葛亮，后者立即遣使与东吴恢复同盟，共同对抗曹魏。
夷陵之败让新建的蜀汉政权受到沉重的打击，不仅损失大量士兵与物资，还有多名将领阵亡。而隔年，君主刘备的死亡更让这个建立在他名望之上的国家摇摇欲坠，国内叛乱四起。
丞相诸葛亮花了约5年的时间才能重建军队与弥平这些叛乱，并让国力提升到可以对外出兵的地步。
这场战役之后近四十年的时间内，三国互相之间的疆域基本保持不变，吴蜀重修于好的联盟，再也没有发生动摇，三国局势出现稳定的对峙。
夷陵之战，也因此被认为是前后三国的分界点之一。
正因为有着那么大的影响，因而与袁绍攻曹操的官渡之战、曹操攻孙刘联军的赤壁之战，并称为三国三大战役。
夷陵之战中，“火烧连营”可以认为是重要转折，这既是刘备最大的军事失误，也是陆逊军事谋略的重要体现。
一、从战争规模来看
官渡之战，袁绍一方的兵力是10万步兵加1万骑兵，合计11万人，战争结束后，袁绍只带了800骑兵逃回北方，其余人员全部损失。
曹操一方的兵力史书没有记载，以当时曹操的实力来说，他拿出十万的兵力并不是难事。
曹操早在公元192年就收降了30万投降的青州黄巾军，从其中抽取了精锐组成了青州兵，再加上曹操7年来的发展，凑个10万不是难事。
但是曹操不可能把所有兵力都用来与袁绍开战，他还要防备长江流域的刘表、刘备与孙策、孙权，以及关西地区的马超、韩遂等军阀，再加上守卫汉献帝所在的许都，能够沿着黄河上千里来布防的兵力最多也就是4~5万人，这也是官渡之战曹操一方参与兵力的估算。
这样算起来，袁绍一方的兵力是11万人，官渡之战双方投入的总兵力是15万。
赤壁之战，孙权与刘备的联军合计是5万人，其中周瑜、程普各自率领人，刘备与刘琦合计2万人。
曹操一方的兵力没有记载。赤壁之战时，曹军是兵分两路的，一路是由赵俨都督于禁、张辽、张合、李典、朱灵、路招、冯楷七路人马从襄樊经汉水南下。
按后来，于禁七军三万人的编制，就算赵俨这一支军队有3万人，这一路其实没有参与赤壁之战，曹操就失败了。
另一路，是由曹操亲自率领，从南郡江陵城出发的，赤壁之战就是曹操这一路参与的。
周瑜曾经分析过曹操中原所有的军队总数量是15~16万左右，再加上收编了荆州刘表的军队7~8万。不过，这是曹操控制下的总兵力，不可能全部参战。
以曹操的性格来看，曹操这一路的军队，应该是曹操本部与荆州降军各占一半，其中荆州降军主要是水军，最多不过3~4万。
曹操本部差不多也是3~4万人，合起就是6~8万人，再加曹仁守南郡应该也有1万兵力，所以曹操这一路的军队应该是7万人左右，如果再加上赵俨那一支，合计是10万。
赤壁之战周瑜与刘备合兵5万
所以，赤壁之战双方投入的总兵力是15万人，与官渡之战相当。
确实都是以少胜多，以弱胜强。
汉中之战，刘备动用了益州所有的兵力，合计约10万人，这是益州的倾国之兵了，刘备入川时只不过带了2万人左右。
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