后来,关羽镇守荆州,在东吴和曹魏之间两面作战。建安二十四年(219年),关羽北伐中原,在汉江边水淹七军,大振声威。孙权却趁机派遣吕蒙奇袭江陵,致使关羽从人生最辉煌的高峰迅速跌落。同年十二月,关羽及其子兵败被斩,孙权派人把关羽的头颅送到洛阳,向曹操请功。曹操以汉献帝的名义升任孙权为骠骑将军,并加封他为南昌侯。建安二十五年(220年)正月,曹操去世。同年冬天,曹丕篡夺汉献帝的皇位称帝,第二年十一月,加封孙权为吴王。
建安二十六年(221年)四月 ,刘备在成都称帝,国号“汉”,史称“蜀汉”。为了给关羽报仇,刘备亲领大军,气势汹汹直奔东吴。孙权审时度势,一面向曹丕宣誓效忠,一面起用陆逊为大都督,与刘备决战于夷陵。陆逊看准时机,用火攻击破刘备大营,一举击溃刘备数万大军。刘备沿着三峡向西奔逃,在白帝城一病不起。
曹丕写信对孙权说:“你要是真心效忠于我,就不应该让我猜疑你。请尽快把你的儿子孙登送到我这里来,以表达你的诚意。”孙权已经战胜刘备,再也不肯让儿子沦为人质,于是再三推辞。曹丕愤恨不已,派出三路大军征讨东吴:曹休率领东路大军,手下有张辽等猛将,攻打洞口;中路派曹仁等攻打濡(rú)须;西路派曹真等越过汉水,攻打江陵。
吴国将士奋力抗战。黄武二年(223年)春,朱桓在濡须以伏兵斩杀了曹仁麾下的大将常雕,缴获了许多兵器和牛马。在此之前,孙权已经委任征北将军朱然总督荆州军事。同年,曹真先后击溃孙盛和诸葛瑾,以重兵围困江陵城。朱然陷入绝境,但不肯屈服,坚守到六个月以后,曹真失去战斗优势,被迫撤军。
同年十一月,蜀国派遣中郎将邓芝访问武昌,与孙权重修旧好。孙权大喜,于第二年夏天派辅义中郎将张温回访成都。吴蜀两家于是再次结成同盟。