鲁庄公十年春正月，齐鲁两军在长勺展开决战。初春时节的天气依然十分寒冷，交战双方在东方泛起鱼肚白之时便开始列阵，料峭的寒风刮得战旗猎猎作响。曹刿与鲁庄公乘同一辆战车，充当他的车右
齐军的人数和心理占据优势，但人们各怀心事，而鲁军的取胜信念却非常坚定。列阵完毕齐桓公便开始击鼓，齐军的方阵开始向鲁军防线缓缓推进。鲁庄公扬起鼓锤准备发起对攻，但是曹刿阻止了他，要求鲁军专于防守。
双方的前列很快就发生了接触战，鲁军各排士卒紧紧贴在一起，形成一堵重厚的人墙；双方胶着在一起，前排的士兵倒下去了，后面立即填补上去。齐师只有前一两排士兵能够参与进攻，人数优势无法发挥。
齐桓公见进攻受阻，便命令军队撤退，齐国士卒撤退时还不停回头嘲笑鲁国人胆小。齐桓公和高傒分析局势后临时变更了战术方案，他们决定调整进攻方向，强攻敌人的侧翼。齐师稍作休整，齐桓公再次击鼓，鲁军根据敌人的行动也调整防御阵型，加强对侧翼的保护。齐国人第二次进攻也没有奏效，然后便发动第三次进攻。这时，从齐桓公到普通士卒都开始变得心浮气躁了。
当齐人第三次撤回时，曹刿大喊道：“进攻吧！”鲁庄公奋力击鼓，鲁军数十面战鼓强烈回应着君主的命令，鲁军如狂风乍起般发起进攻。齐国人在先前进攻过的程中越来越确信这将是一场敷衍了事的战斗，认为鲁国人不敢与自己展开对攻；既然敌人不敢应战，他们马上就可以耀武扬威地回国了。
但是齐军立即遭到了群狼入界一般凶狠的进攻。这个战术是曹刿为长勺之战量身定制的，不要说高级军官，即便鲁庄公事先也不知晓计划内容；齐师士气已衰，鲁军怒气充盈，因此突发的变故给敌人造成的杀伤也就更大。
刚才还不可一世的齐国人现在转而可耻地逃跑了。鲁庄公将要传令追击，但是又被曹刿阻止了。他跳下来查看敌人的车辙印记，又登高眺望敌人的旌旗队形，然后才说道：“可以了！”鲁军于是全力追击敌人，直到筋疲力竭为止。
长勺之战以鲁国完胜而告终，鲁国人终于长出一口恶气；鲁庄公为军队举行了一次盛大的振旅仪式，鲁国已经好久没有举行这种庆典了，人们似乎又看到了国家振兴的希望——也仅仅是希望而已。