公元前1046年1月26日（本词条采用“夏商周断代工程”的观点），周武王亲率战车三百乘，虎贲（精锐武士）三千人，以及步兵数万人，出兵东征。同年2月21日，周军抵达孟津，与庸、卢、彭、濮、蜀、羌、微、髳等部族会合，联军总数达4.5万人，不少方国的国君亲自赶来。联军于2月26日布阵未完就下了雨，史称联军共有“六师”。军事史家推测，大概是三百乘战车，三千名虎贲为一个“装甲师”，为第一梯队。其余四万多人分为五个“师”，在后面组成方阵，为第二梯队。[8] 后来联军冒雨继续东进从汜地（今河南省荥阳市汜水镇）渡河水（黄河，一说由孟津渡河）后，兼程北上，至百泉（今河南省辉县西北）折而东行。27日清晨，周武王庄严誓师说：“俗话说，母鸡司晨，是家中的不幸。现在纣王只听信妇人之言，连祖宗的祭祀也废弃了。他不任用自己的王族兄弟，却让逃亡的奴隶担任要职，让他们去危害贵族，扰乱商国。今天，我姬发是执行上天的惩罚！……战士们，努力呀！”，周军将士们士气大振，即为《尚书》所记载之“牧誓”。28日拂晓，联军进至牧野。《诗经》记载：“牧野洋洋，时维鹰扬。凉彼武王，肆伐大商，会期清明” 。
牧野之战
朝歌方面，第一批紧急军情前脚刚传到，联军自己后脚就跟着来了，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，开赴牧野迎战。根《史记》记载，帝辛出动的总兵力有七十万人，另一些文献记载是十七万。《诗经·大明》 称：“殷商之旅，其会如林”。
战争结果
《逸周书·世俘》记载：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。
虽然牧野之战并没有完全消灭商朝，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，商朝南征的军队也没有被完全消灭。但商朝之王却始于牧野之战。周武王死后，武庚联合周室的管叔、蔡叔、霍叔发动“三监之乱”，最终被周公旦和周成王平定，商朝的残余势力才被完全消灭。