公元前579年，楚國和晉國在宋國的西門結盟，雙方約定暫時息兵，停止戰爭。晉國受到秦國和白狄的襲擊，因此急於和楚國妥協，以便集中力量打擊狄、秦；而楚國發生內亂，也無力與晉國爭奪霸權，因此這結盟只是晉楚之間的權宜之計，並不意味著兩國已經達成和解。西門之盟後，晉國先後大敗狄人和秦國，秦國一時無力東顧。這之後，齊、晉同盟得到鞏固；中原地區各中小諸侯國皆臣服於晉，南方吳國和晉聯手，共同抵制楚國，晉國在爭霸的鬥爭中，占有明顯的優勢。而楚國在晉國打擊秦國時遵守盟約，沒能出兵救秦，使得晉國勢力更勝，使自己陷入被動。
公元前577年，鄭國仗著有強大的晉國撐腰，率軍攻打許國，結果被許國打敗。鄭成公不甘心，又馬上親征率軍攻打許國，攻入許國國都外城，逼得許國把叔申的封田割給鄭國求和。許國是楚國的親國，楚國當然不能容忍鄭國這樣欺負許國。於是，楚國決定攻打鄭國，間接與晉國爭奪霸權。
公元前575年，楚國答應把汝陰之田送給鄭國，向鄭國求和，鄭國又背著晉國投靠楚國。鄭子罕率軍攻打宋國，在汋陂被宋國打敗，鄭國組織軍隊反攻，在汋陵打敗宋國。鄭國攻打宋國不久，晉國派人到衛國、齊國、魯國，請他們派軍隊協同晉國攻打鄭國。晉厲公親自爲四軍統帥，命欒書爲中軍將軍，士燮爲副將；郤錡爲上軍將軍，荀偃爲副將；韓厥爲下軍將軍，副將佐荀罃留守國內；郤犨爲新軍將軍，郤至爲副將。
鄭國得到消息，趕緊向楚國求救。楚共王親自統率，左廣彭名駕馭戰車，潘黨爲右；右廣許偃駕馭戰車，養由基爲右，任命司馬子反統領中軍，令尹子重統領左軍，右尹子革統領右軍，統帥三軍，會同蠻軍救鄭，與晉軍戰於鄭地鄢陵。
楚軍到達鄢陵後，晉國的盟國齊、魯、衛的軍隊還在往鄢陵來的路上。於是，楚軍的統帥決定趁晉國還沒和盟軍會合之際，集中優勢兵力擊破晉軍，速戰速決。當時正是六月二十九日，是古代忌諱用兵的日子，楚軍趁晉軍不備，借著黎明的濃霧，突然逼近晉軍營壘。
楚軍逼近，晉軍營前有大片泥沼，無法出動兵車應戰，盟國的援軍也還沒到達，形勢非常不利。中軍將軍欒書認爲楚軍輕浮急躁，不能持久，三天後一定撤軍，主張固守，等他們撤退時，再出兵襲擊。但新軍副將郤至則認爲楚國軍隊不整齊，秩序混亂，且將領之間有矛盾，因此主張出擊。晉厲公認爲郤至分析得很有道理於是決定不再固守等待援軍，立即與楚軍決戰，爲了擴大軍隊活動的空間，晉厲公下令在營壘中把井填上，把竈剷平，疏通隊伍之間的行道。
戰前，楚共王在大宰伯州犁的陪同下，登上瞭望車，觀察晉軍的動靜。伯州犁是晉國大夫伯宗之子。伯宗賢達好直言，他不滿於郤氏家族獨攬晉國軍權，建議晉厲公抑制郤氏的權勢。郤氏便以誹謗朝政之罪將他打入大牢，並驅逐了伯州犁。伯州犁逃到楚國，擔任大宰之職。楚王就晉軍的動向詢問伯州犁，伯州犁則向楚共王一一解釋晉軍活動的目的，把晉侯親兵的位置指給楚共王。但是，楚軍觀察敵情時，並沒有判斷出晉軍的作戰意圖，因此也沒有做相應的準備。
晉軍方面，晉厲公也在苗賁皇的陪同下，登高偵查楚軍的情況。苗賁皇是楚國權臣斗椒之子，楚莊王在平定若敖氏叛亂時，殺了斗椒，苗賁皇則逃到晉國，晉賜以苗邑。苗賁皇熟悉楚軍內情，認爲楚軍的精銳是在中軍的王族部隊，兵力強大，而左、右軍分別爲鄭軍和蠻兵，軍心不齊，隊列不整，於是他向晉厲公獻計，改變晉軍陣型，製造出中軍薄弱的假象，誘使楚左、右軍進攻中軍，等楚軍陷入包圍時，再集合上、下軍精銳之力配合中軍聚而殲之。晉厲公欣然採納這一建議，並依據這一建議制定了作戰方案，然後下令改變原有的陣勢，讓中軍主將和副將各自率領一支精銳隊伍補充到左右兩翼的軍隊中。
部署完畢後，晉軍就衝出營壘，從營前泥沼的兩側向楚軍發起進攻。楚共王果然中計，以爲晉中軍兵力薄弱，於是率楚中軍進攻，晉軍頑強抵抗。晉將魏錡射中楚共王的眼睛，楚共王給養由基兩支箭，命他射魏錡。養由基一箭射中了魏錡，魏錡當場斃命。養由基帶著另一支箭去向楚共王復命。楚共王雖然眼睛被射傷，仍忍住疼痛堅持在陣前指揮作戰。
雙方激戰從早晨一直打到傍晚，難分勝負。楚國損失慘重，楚共王決定暫時收兵，讓士兵休息後，明日再戰。楚國將領子反在軍中查看情況，慰問傷員，休整軍隊，準備明日重新投入戰鬥。
晉軍方面，苗賁皇通告全軍，準備明日再戰，同時，故意放楚國俘虜逃跑。他們逃回楚營後，向楚共王報告了晉軍準備迎戰的情況。楚共王聽後，馬上召見主帥子反商量如何應對。沒想到子反當晚醉酒，無法商議軍機，楚共王不知如何是好，最後決定帶領軍隊連夜撤退。在這次戰鬥中，楚軍雖然受挫，但與晉勝負未分。中軍主帥司馬子反竟然臨陣醉酒，導致貽誤軍機，使楚王退兵。楚軍退到瑕地時，子反在子重的逼迫下，畏罪自殺。
鄢陵之戰是繼城濮之戰、邲之戰之後，晉楚第三次爭霸戰爭，也是兩國最後一次主力軍隊的會戰，以楚共王悄然退兵收場。經此一戰，楚國的霸權被削弱，標誌著楚國對中原的爭奪走向頹勢。而晉國雖然藉此戰鞏固了霸業，但是直到戰鬥結束，魯、衛兩國都未發一兵一卒，只有齊國發兵支援，還是在晉軍結束戰鬥後，回師時方才趕到，可見其對中原諸侯的控制力已經減弱。