27日清晨，在牧地，周武王庄严誓师，向天祷告，以正义之气激发周军及诸侯的军队士气，联军士气大振。28日拂晓，联军进至牧野。

此时，将精锐力量战车军团派往南方征服蛮夷的商都朝歌城内兵力空虚。朝歌方面，第一批紧急军情前脚刚传到朝歌，伐商联军后脚就跟着来了，着实被打了个措手不及。朝歌城内没有足够的精兵可以破敌，而且也没有可用的战车，单靠步兵，很难和冲击力强大的战车阵相抗衡，更何况周军士气正锐。帝辛惊闻周军来袭，只好仓促武装大批奴隶、战俘，连同守卫国都的军队共十七万，开赴牧野迎战，这也是周国兵力的数倍。

牧野战场，双方摆开阵仗，军旗咧咧，在封神演义中，双方都目视对方，但周军精锐，商朝军队由于是奴隶、战俘组成参差不齐，兵无战心。周武王与商纣王都述说对方的不义之处，于是在擂鼓声声中，交战开始。

在战初，周军先由吕尚率数百名精兵上前挑战，震慑商军并冲乱其阵脚，在阵后看到前军取得胜利，于是周武王亲率主力跟进冲杀，周军士气高昂，在不断地冲击中将商军的阵形彻底打乱。

商军中的奴隶和战俘全无斗志，纷纷倒戈，帝辛既然强迫这些奴隶和战俘上战场，自然会在后方以亲信部队押送，防范他们反叛或逃跑。这些少量忠心的禁卫军，也是帝辛手中最后的底牌。

然而前方的军队在周军的强大冲击下慌不择路地往回跑，遭到了后方精兵的阻拦。好汉不敌人多，在人潮的冲击下，这些武士也阵脚不稳。奴隶们为了逃命，加上被后面人潮推动，于是倒戈相向，许多人调转武器，冲在前面替周军开路，这就是典故“阵前倒戈”的出处。再加上身后联军的战车、甲士、步兵一层层的进攻，帝辛的最后一道阵线也守不住了，不得不快马加鞭，逃离战场。

商军残余的抵抗仍然持续了一天，但已无力挽回局面。帝辛见大势已去，返回朝歌，在不甘和悔恨中，登上自己建造的鹿台，以熊熊烈火绝望而死，没让加诸于姬昌的行为回到自身，也算救赎自己的罪孽，自此商朝正式灭亡。

周武王赶到鹿台时，用短剑击刺帝辛的尸体，并亲自斩其头颅悬旗示众。另有一百多个商朝的大臣贵族被俘。他们后来被带回周京，作为武王祭祖的人牲而被杀死，这点于商汤灭夏时有所不同。

第二天，武王在几个将帅的簇拥下，在商宫中举行了盛大的“受命”的仪式，登基为天下的共主。

但攻克殷都并不意味着战争的结束，更重要的任务是消灭东方的商朝残余势力。按照事先的方略，联军随即兵分四路，向东南方进发，去征讨商的残部和忠于商的方国。

剩下的商军由于后方根据地已经失掉，前方又处于敌对夷人的包围下，实为两面受敌，经过激烈战斗，也大部被击溃。史称周军驱逐商朝大将蜚廉（即后世传说中的黄飞虎）于海滨而杀之，可见战线已经拉长到了东海。

战争影响

牧野之战周武王大获全胜，被杀死的商人有十八万之多，被掳为奴隶的有三十三万，这么大的数量不都是军人，还有有大量的平民，周人还在商人的国土上大肆捕猎，虎、熊、犀牛、鹿等动物仅在武王名下就被猎杀了一万多头，并掠夺了大量的珠宝财物，仅佩玉就达到十八万块。

不到两个月内，主要的战斗已经结束。四月中旬。武王在商都建立祭室，向列祖列宗告捷。祭室的地点就选在牧野，正是这个地方，奠定了周朝八百年的大业。后来武王建都镐京，大封天下，与封神有异曲同工之意。

因殷商遗民众多，周武王并没有完全消灭商朝的残余势力，把商朝原领地的一部分作为帝辛之子武庚的封地，建立殷国，作为商朝的延续，就是后来的春秋时期的宋国。