之後軒轅爲了将蚩尤趕出河北，多次攻打冀州，在三年中與蚩尤打了九仗，都未能獲勝。
這時蚩尤卻又将蠻角的妻子霸占，蠻角的妻子反抗蚩尤，給了蚩尤一巴掌。蚩尤氣急，将她殺害。
蠻角将蚩尤恨之入骨，趁着天黑人靜，投奔了軒轅。
軒轅和衆臣聽完蠻角的苦難遭遇，怒火滿腔。他們根據蠻角提供的情報，認爲攻打冀州，隻能智取，不能硬拼。商議了三天三夜，決定在九月九日，奪取冀州。
蚩尤發現蠻角失蹤後，知道兇多吉少，便和誇父商議，把駐紮在冀州城内的軍隊，多一半交由誇父率領，悄悄撤出城外，埋伏在涿鹿之野，以防萬一。城内留下的軍隊，加緊冶煉青銅武器，死守冀州。
BC2700年農曆九月九日是重陽。蚩尤最怕晴天，清早一起來就爬上冀州城牆觀察動向，他從東到西，從南到北，細細查看，沒有發現任何異常現象。當他正準備下城的時候，突然聽到城外遠處一片呼救聲。蚩尤回頭一看，見一群披頭散發的女人，手提肩背着東西，邊跑邊喊：“救命呀！軒轅軍隊搶人啦！”蚩尤再朝遠處一看，确實有幾十名軒轅部下的人，在後面追趕，他立即命令守城門的部下把城門打開，讓這群逃命的女人進城。又命城上的軍隊，立即舉弓射箭，擋住軒轅軍隊的追趕。
這群逃命的女人一進城門，突然一下子全成了勇猛的士兵，原來他們是男扮女裝的軒轅軍隊。他們手執石斧，猛殺猛砍，把守城門的蚩尤士兵一個個砍翻在地。夜間偷偷埋伏在冀州城外的軒轅軍隊，聽見牛角号聲，知道城門已開，便從草叢中、樹林裏一躍而出，沖進冀州城。
蚩尤一看，知道中計，來不及抵抗，便迅速率領殘軍從北門逃跑。軒轅和蚩尤以前在冀州雖然已打過十多次仗，但都未能取勝，今天隻用了一個早上，就大破冀州。在這次戰鬥中，蚩尤軍隊傷亡并不大，最大的損失是冶煉成的青銅武器，被軒轅軍隊全部繳獲。從此，軒轅的軍隊也有了青銅兵器，結束了石刀石斧的時代。這一戰役史稱“冀州之戰”。
蚩尤率領的部落聯盟由于生産力水平較華夏集團略高一籌，武器制作精良又勇猛善戰，于是所向披靡，因而留下“銅頭鐵額”、“威震天下”的英名。之前炎帝部落無法抵擋、節節敗退。但是在軒轅的打擊下接連失敗了兩次。
軒轅帶領部隊繼續追擊蚩尤殘兵，戰争延續了不少時日，蚩尤引領軒轅來到誇父帶領的主力部隊埋伏的涿鹿之野（河北涿鹿縣）。雙方展開決戰，史稱“涿鹿之戰”。
在涿鹿郊野，兩軍擺開陣勢大戰。蚩尤使用魔法，擺出了毒霧陣，把黃帝的軍隊圍困起來，三日三夜大霧不散，至使兵士辨不清方向。但是，黃帝駕着謀臣風後發明的指南車，指揮軍隊沖出了毒霧陣。與此同時，九天玄女以西王母的名義前來助戰，教導黃帝三宮秘略五音權謀之本（傳說爲天書，包括兵書戰策、帝王心學、風水玄學、音律、房中術等）。風後據之又演化出遁甲之法，即《奇門遁甲》。傳說九天玄女是風水玄學的創始人。
蚩尤又派魑魅魍魉（各蠻族）去作戰，黃帝則叫兵士們擊鼓，吓跑了這些鬼怪（蠻族）們。
傳說中的魑魅魍魉都是一些雜牌小妖，據說魑魅魍魉專吃美女，外表大多以高大、紅身、尖耳、頭長角爲主要特征，民間傳說在荒野無人的深山，山下四野又多古老的森林。走長途的人，尤其是走夜路的，常常遇上山魈鬼怪、魑魅魍魉，都是木、石、禽、獸變的。
蚩尤請風伯，雨師縱風下雨，蓄水以攻黃帝。黃帝請來天女魃于東荒止雨。
反映戰鬥過程中，雙方先由巫師作法，希望借助自然力征服對方，蚩尤來自長江流域，習慣雨中作戰；而有熊氏來自長城以北，習慣幹旱環境。當時大雨連綿不絕，對有熊氏作戰極其不利，黃帝軍隊被大水淹沒，且誇父早就埋伏在此，突然加入戰場，使黃帝軍隊幾乎陷入絕境。
危急中，黃帝隻得請下天女旱魃阻止風雨，天氣突然晴霁，雨水停止。這代表着當時氣候的劇烈變化，太陽黑子活躍期到來，華北地區由以前的多雨時期轉入長時間的大旱。
蚩尤軍隊驚詫萬分，黃帝在大将風後、力牧的輔佐下，乘機指揮大軍掩殺過去，先後殺死了蚩尤的八十一個兄弟部落首領，并最終活捉了蚩尤。黃帝命令給蚩尤帶上枷鎖，然後處死他，地點在山西運城解州。傳說蚩尤有不死之身，所以黃帝将其分屍葬于四處，使之不得完屍。
黃帝的勝利得來不易，而勝利以後，又遇到很多新的困難，不僅旱神女魃制止了大風雨後神力大減，“不得複上”，應龍參戰以後，也“不得複上”，天上“無複作雨者”，使地上連續大旱數年。
近代環境考古告訴我們，黃帝統治時期是自然環境又一次大變化時期，不斷升高的氣溫，開始北方幹旱、南方洪澇的現象。涿鹿之戰中，那些被巫術呼喚來的暴風雨及其後的幹旱，正與氣候由平穩到發生波動的情況相合，可見這些神話不是全無根據的，它确實濃縮了對過去的回憶。
戰後，黃帝率兵進入蚩尤的家鄉、良渚文化的中心地區九黎地區，九黎部族人流散，與之相關的民族有苗族、漢族、羌族等。
①漢族：蚩尤敗後，大部分族人融于炎、黃集團，從而成爲華夏族，乃至當今漢族的先民。一些漢族姓氏和蚩尤有關，如鄒、屠、黎、蚩等。王嘉《拾遺記》載：“軒轅去蚩尤之兇，遷其民善者于鄒屠之地，遷惡者于有北之鄉。其先以地命族，後分爲鄒氏屠氏”。鄒姓、屠姓今爲漢族常姓。