早在汉军调动的五月份，自领车骑将军兼扬州牧孙权便从秣陵率部移驻寿春。十万兵马聚集在巢湖、淮南一带，常常以舟师楼船在淮水、泗水间往来巡游，声势不可谓不小。然而耐人寻味的是，在大雨涨水的情况下，天时地利明明朝着对吴人有利的方向变化，孙权却迟迟没有动作，而是长期驻留在寿春，观看淮北的局势发展。
这其中的缘由其实不难辨明。徐州虽是直抵中原的战略要地，但这是从进攻上而言的。而对于志在割据的孙吴政权来说，未免就有点味同鸡肋，食之无味弃之可惜了。毕竟早在十年前，刘备陈冲就曾主张将徐州割给孙策，以求盟好，但孙策专心南面，无意参与东西两雄的斗争，只保留了淮南，而后把淮北之地转交给曹操，旨在维持中原东西的平衡。但毕竟是以小博大，有心无力。三年前曹操败亡于临淄，孙权在不得已的情况下，才重新接手了淮北。从这个角度来看，孙吴政权会有多大的决心坚守徐州，也确实是不宜高估的。
可吴人虽没有坚守的决心，却也不能坐视徐州丢给汉军。特别是对于以贤明继承大统的孙权而言，占领徐州是他执政以来最轻松成功的一次拓土，也是他重要的政治资本。就这样将国土轻松放弃，虽然战略决策上不一定错误，但在政治层面上却是一次对孙权的重大打击。所以他此前数次在淮北耀武扬威，意图也很简单，就是旨在逼迫汉军放弃攻打徐州，转而去收拾漠北的虏寇与海东的辽人罢了。
如果实在不得不放弃徐州，孙权也希望能让前线将士主动提出，他再顺水推舟，将淮北军团撤回淮南。这样一来，便也好减免自己在其中的政治责任。
但如此一来，就导致了吴人在具体的战事部署上处于全面下风。在汉军开始正式调动后，先是司马懿在十日两破吴军，而后就是关羽在淮北四面设网，五日便将吴人的淮北兵团尽数赶出城池，逼迫他们向南奔逃。而刘晔选择的自曲阳、海西入淮的路线，也提前为赵云封锁。
八月初五的早晨，两军在大伊山西面相遇，吴军约三万人，汉军约四万人，双方军势相当。于是刘晔派遣两千精锐试图正面突围，而汉前将军赵云则亲率千余精骑与其力战，在驰骋激战之间，赵云连斩八名壮士，吴人见而胆寒，纷纷退避三舍。刘晔见状，也不敢再战，只得将大部就地屯守大尹山，在此安营扎寨，再向寿春的孙权请使救援。
而在信使奔走之后，汉军各部也陆续南下。先是关羽本部，而后是郭淮、杜畿、孙资各部，加上此前已与刘晔对峙的赵云、黄权等部，近乎十万汉军将三万吴军团团包围，而后在吴人营寨之外的各条通道上广修鹿角木栅。战略意图已经非常明显，就是要让这支淮北吴军插翅难飞。
孙权收到书信后，面色不禁大变，他可以接受退出淮北，却不能接受三万战兵一朝沦丧，当即就为解围一事召开军议。此时随他在寿春的幕僚，有鲁肃、吕蒙、张昭、步骘、顾雍、朱然、凌统等人。他们都主张不与汉军硬碰，而应该扬长避短，批亢捣虚。故而可率水师沿泗水北上，抢攻下邳、彭城，虽不一定破城，但可以借此威胁汉军的退路，逼迫关羽解围。
于是孙权亲领大军，自睢陵溯流而上，打算直取下邳。结果途经下相时，发现司马懿已在泗水两岸拉起铁索，又建立浮桥，船只不得前进。孙权以为司马懿独木难支，便令凌统于船头点火，将铁索炙烤融断，而后又下令拆毁浮桥。如此忙活了四日，终于清开水道。结果往后不远，水师又被迫停住。原来司马懿还在这段河流里打下了不少梅花桩，木桩或深或浅，使船只稍不留神便会搁浅难行。
吴人在这片水域走走停停，拆拆建建，十日下来，才行了不到短短十余里，而枯水期却近在眼前。枯水期一到，楼船无法在泗水中航行，那吴人的水师优势也就将逐渐落没，而转由汉军的骑兵彻底主导战场了。到了这一步，诸将已心知肚明，想要通过水路逼迫汉军撤兵的设计，恐怕已经无法实施了。那眼下该如何做呢？去大尹山和汉军正面厮杀吗？没有一个人有把握。
还是鲁肃对孙权进言说：“数万将士陷于重围，如果一箭不放便将他们尽数抛弃，主公的民心恐怕就将丧尽了，基业社稷恐怕也大有损伤。今日不战，将来就无人敢战。该下决心了，绝不能就此束手就擒！”
孙权终于下定决心。而后他率众重入淮水，屯军于淮浦，以此为前进基地，继而自游水处进入淮北。游水与祖水在海西处相交，而如今海西为赵云所占据，只要能够重夺海西，吴人便能以水师突入祖水，自然为刘晔解围了。
只是时间至此，已到九月，天气渐渐寒冷，淮北的水位也逐渐下落，吴人的楼船彻底退出战场，只有艨艟与走舸还能在河流中航行，在这种情况下，步战已经成了必然也是唯一的选择。
为了保证一战取胜，孙权亲自压阵，以凌统、蒋钦为前锋，朱然、吕蒙为中军，自己与鲁肃督后卫，以八万余众向海西行进。而关羽恰恰将帅帐设在海西，他得闻吴军出阵的消息后，不禁拊掌大笑，对众将说：“吴儿已入我瓮中。”当即点出六万兵马，在游水河曲处列阵，等待吴军前来。
两军在九月初六的中