在智伯的脅迫下，韓、魏、智三家所形成的 「聯軍」氣勢洶洶的撲向趙氏家族，趙襄子令延陵生率車騎部隊先行，自率大軍回守經營已久、人心向趙的晉陽城。得益於尹鐸長期的經營，晉陽城牆堅固、器用充足，倉廩糧草實備；而且宮殿四周儲備了巨量的可用來造箭杆的「 荻蒿」、「楮楚」，這為大造弓箭、積極備戰提供充足的物質保障。
智伯率「聯軍」抵達晉陽後，隨即發動了猛烈的攻城戰。趙軍依託城牆工事堅守晉陽城，雙方激戰三個月後，「聯軍」始終未能攻克。智伯見強攻無效，在研究晉陽周圍地形後，發現晉陽依晉水（今汾河）而建，便改用圍而不打、水淹晉陽的戰術，「聯軍」隨即決開晉水灌淹晉陽城。長時間的大水灌淹使得城內生活非常困難，只能懸釜做飯、搭棚居住，趙氏家族在實力和心理上均快速消耗，各種不利的思想開始發展擴散，晉陽城的形勢極為嚴峻。
水淹晉陽之際，智伯讓魏桓子駕車、韓康子陪護，帶領浩浩蕩蕩的隊伍前去巡視水情，晉陽城破可期的場景令智伯不由得發出了「吾乃今知水可以亡人國」的感嘆。智伯的感嘆深深的刺痛著身後的韓康子和魏桓子，「魏桓子用胳膊不停的觸碰著韓康子，韓康子用腳不停的踢著魏桓子」，兩人的驚恐不無道理，因為汾水可以灌淹魏國都城安邑、絳水可以灌淹韓國都城平陽。智氏家臣絺疵看到韓康子和魏桓子的反應後向智伯說道：「以常理推斷趙氏滅亡，在約定三分趙地而又勝利在望的情況下，韓魏沒有喜色而是滿臉憂愁，趙氏滅亡韓、魏憂懼，由此可見韓、魏必反。」令人想不到的是，智伯立刻將絺疵的話告訴了韓康子和魏桓子，失望的絺疵找藉口離開了晉國，避免了一場災難。
戰場上激烈廝殺的同時外交戰線也暗流涌動，面對不利的局勢，趙襄子決定採取分化敵人、瓦解聯軍策反還擊的對策；他派家臣張孟談遊說韓康子和魏桓子，以「唇亡則齒寒」的道理說服他們與趙聯合，共同對付智伯。兩人本就狐疑的心，再加上智伯巡水的感嘆，兩人決定暗中與趙聯合。但是張孟談的行蹤被智伯的叔父智果發現，智果通過觀察發覺韓、魏有臨陣倒戈的可能，便立刻向智伯建議速殺韓康子及魏桓子。但智伯沒有採納智果的建議。
趙襄子抓住時機，派人殺掉智軍守堤官吏，突然決堤放水反灌智軍，智軍隨即陷入慌亂，韓、魏兩軍趁機臨陣倒戈從兩翼進攻。趙襄子則親率精銳從正面出城反擊，大敗智軍，擒獲智伯、盡殺智氏、分其封地，韓趙魏三分晉國的局勢就此形成。
智伯之敗在於「人不備難難必至」，剛愎自用的性格難以接納諫言，是典型的才不配德。