大军终于汇聚于牧野，武王召开誓师大会。他左手拿着象征军队的黄钺，右手拿着用来发号施令的牦（máo）尾杖，在太公和周公的左右护卫中，登上土坛，宣读《牧誓》。
武王庄严誓师说：“俗话说，牝鸡司晨（母鸡若是在早晨鸣叫），就是家门的不幸。现在帝辛只听妇人的话来做事，连祖宗的祭祀也废弃了。自己有亲兄弟却不给他担任职位，反而是逃亡的奴隶担任要职，他们危害贵族，扰乱商国。如今，我姬发是替天行道！”
帝辛也带领大军赶来牧野，他自以为有军马70万，无人能挡，可周军仅仅5万，论兵家简直就像是蚍蜉去撼动大树一样可笑。
虽然如此，但谁能知道这70w大军竟然一半多是临时武装的奴隶和东夷俘虏，比起武王训练的精锐，简直是不堪一击。外加上胶鬲的煽动，这些士兵对商王的压迫早已不满，于是纷纷倒戈，剑指帝辛。帝辛大军大败，最终逃回朝歌。
最后一张牌也打完了，此时的帝辛已自感回天乏术，就命人将生前珍宝搬到鹿台，穿上玉宝衣，赐死妲己，最终自焚于鹿台。
周国大军随后就到，朝哥百姓听闻帝辛已死也是夹道欢迎周军。帝辛的首级被武王砍下祭旗，传帝辛谥号为“纣”。逃亡的佞臣，费仲、恶来也被抓来斩首示众。
武王释放了箕子，将其封于东北边境，史称“箕子朝鲜”。然后又修缮了比干的坟墓，将商容请出来表彰他。让帝辛的儿子武庚继位，责令他施行盘庚的德政。至此商国成为了周国的附属国。
自公元前1666年商汤祭天斟鄩开始，到公元前1045年武王封武庚于朝歌为止，商朝灭亡，朝历621年。
武王灭纣后，派南宫括散发巨桥仓的粮食（从这里看，武王伐纣像是救灾），赈济饥民，史称巨桥发粟。从此多年来以“敬神贱民”的王朝，变成了“敬天保民”。此等仁政，为周朝初年稳固民心得到了表率作用。
后来，武王回都镐京，将商王所代表的九鼎迁走。此后，天家地位彻底归于周朝。
伯夷叔齐饿死首阳山
周王灭商后，伯夷叔齐觉得这样的做法太可耻了，发誓再也不吃周朝的粮食。但是如今，天下都已经归附周国了。他们只能携手前往首阳山上采薇菜吃。
在采薇菜时，他们还唱着歌说：“上那个西山哪，采这里的薇菜。用那强暴的手段来改变强暴的局面，我真不理解这样作算是对呀？先帝神农啊，虞舜夏禹啊！这样的盛世，恐怕不会有了。我们上那里去呢，真可叹啊！我的生命就要结束了。”于是就饿死在首阳山之上。
伯夷叔齐的殉道行为，被后世的儒家大力推崇。
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