公元214年（建安十九年），曹操为充实军粮，派庐江（治今安徽六安北）太守朱光在皖城（今安徽潜山）地区屯兵耕地，种植稻谷。又派间谍招降鄱阳一带的强盗头目，作为内应。吕蒙认为“皖县田地肥沃，如果粮食丰收，他们的兵员就会添增，这样一连几年，曹操的优势就显露出来了，应该早点拿下皖县。”孙权采纳了他的意见。

五月，大雨使江河水涨；闰月，孙权率军沿江而上，进攻皖城。朱光收聚部众据城坚守。孙权问计于诸将，诸将欲修筑土山，添置攻城器具。吕蒙说：“制造攻城设备和堆土成山，须多日才能完工。到那时，敌人城防已经巩固，援兵必定到来，我们将不能夺得皖城。况且我军乘雨多水大而来，如果旷日久留，大水必定渐渐退走，我们回兵的道路会遇到困难，我以为那是很危险的。现在看来，此城不会十分坚固，我三军士气高昂，四面齐攻，很快就可攻克，然后趁大水未退而回军，这才是大获全胜的策略。”

孙权采纳了这一建议。吕蒙举荐将军甘宁为升城督，率领精锐士卒，从拂晓发起猛攻。吕蒙擂鼓助威，甘宁身先士卒，吕蒙以精锐紧随登城，仅一顿饭时间，就将城攻破，擒朱光，俘数万人。驻守合肥的曹魏大将张辽得知皖城告急，急忙率兵驰援，至夹石（今安徽桐城以北），闻皖城已失，只好退兵。

此战大胜而归，吕蒙亲自举办酒宴宴请众将，对甘宁说：“甘将军此战夺头功，我亲自敬酒，”甘宁拜谢。座上的凌统看在眼里，心理不服说：“我凌统来舞剑助兴。”说着便舞剑助兴，数次差点伤到甘宁，甘宁深知凌统之意，便也应道：“双人舞剑助兴更好，我会舞双戟！”说着也拉出自己武器双戟舞之，不一会儿便有相斗之意。吕蒙看在眼里，便走到两人中间令两人放下武器传导：“甘宁虽能舞，还是不如我舞得精妙。”于是，操刀挟盾，将二人分开。孙权听到此事知道凌统不能忘却父仇，就让甘宁率兵改驻半州地方。

此战，对孙权控制江淮地域起重要作用。孙权认为此战吕蒙功劳最大，重加奖赏，当下任命他为庐江太守。所俘获的人马也都分给了吕蒙，还特赐他寻阳屯田六百户，官属三十人。

吕蒙返回寻阳。不久，庐陵盗贼为乱，诸将屡次征剿未平。孙权说：“鸷鸟累百，不如一鹗。”下令让吕蒙前往征讨。吕蒙兵至庐陵，擒杀首恶，余下的全部释放，让他们复操旧业。

刘备在葭萌关日久，甚得民心。忽接得诸葛亮文书。知孙夫人已回东吴。又闻曹操兴兵犯濡须，乃与庞统议说：“曹操击孙权，曹操胜必将取荆州，孙权胜亦必取荆州矣。为之奈何？”庞统说：“主公勿忧。有孔明在彼，料想东吴不敢犯荆州。主公可驰书去刘璋处，只推曹操攻击孙权，孙权求救于荆州。我与孙权唇齿之邦，不容不相援。张鲁自守之贼，决不敢来犯界。吾今欲勒兵回荆州，与孙权会同破曹操，奈兵少粮缺。望推同宗之谊，速发精兵三、四万，行粮十万斛相助。请勿有误。若得军马钱粮，却另作商议。”刘备从之，遣人往成都。