晋军拿下曹国后，稍作休整，全面开进卫国。卫成公躲在襄牛城内，卫国朝中众大夫皆愿听命于晋国。因此，晋军进入卫国，没有遇到任何卫国军队的抵抗，鲁国军队已经撤回国内，在卫国境内只有晋军的大约四万人的军队，还有尚未完成集结的楚军。楚成王出于对晋文公和晋国的了解，对与楚作战比较慎重，楚国大军四万余人还在宋国境内，只有令尹成得臣、将军斗椒率领的一百八十乘楚军已进入卫国境内。
成得臣派大夫宛春前往晋军营中，向晋国提出要求：“请晋侯恢复卫侯的君位并退出对曹国的占领，把土地退还给曹国，楚国方可解除对宋国的包围。”
晋国上军副帅狐偃说：“子玉（成得臣的字）太无礼了！他答应国君的，只是解除对宋国的包围这一项；而要求国君答应的，却是恢复卫侯的国君之位和退出对曹国的占领这两项。机不可失，我们抓住机会干掉他算了！”
中军元帅先轸说：“国君可以答应他！安定别国可谓礼，楚国一句话安定了三国，如果我们拒绝，等于一句话灭亡了三国，那我们晋国成了无礼之国了，还拿什么赢得诸侯的支持呢？我们是为了救援宋国而来，来了又不救援宋国，又是没有信誉，也将失去诸侯的信任。不如我们私下答应恢复卫侯君位、退出对曹国的占领，条件是曹国和卫国与楚国绝交，然后我们扣押楚国使节宛春以激怒楚国，等与楚国交战后再说。”
晋文公采纳了先轸的计策，晋军把楚使宛春扣押在了卫国，同时私下向卫国许诺将恢复卫成公的君位，还私下向曹共公许诺重建曹国并退还曹国的被占土地，条件就是与楚国绝交。卫成公、曹共公都痛快地答应了，他们为能够站在强大的晋国这条船上而感到十分庆幸。于是卫、曹都与楚国断绝来往，唯晋国之命是从。
楚国令尹成得臣大怒，率楚军追击晋军。晋文公命晋国军队后撤，晋军的将官们很纳闷，有人说：“晋军势众，国君避让楚国臣下，真是耻辱！而且楚军已经显出疲惫之态，我们为何要后退呢？”楚国自僖公二十六年秋天出兵伐宋，已有一年半了，且围困宋国近一年的时间，没有攻克宋国都城。从楚成王亲自出马会合陈、蔡、郑等国出兵增援，也有三四个月了，楚军远离南方的故土，在北方的中原战场长期转战，确实已经疲惫不堪。
狐偃对他们说：“出兵作战，理直就是气壮，理曲就是气衰，并不在于是否长期在外作战。当年如果没有楚国的善意和恩惠，国君就回不到晋国，我们今天就到不了这里。当年国君向楚王承诺退避三舍，作为对楚国的报答。背弃恩惠，失去信用，我们就理曲、楚军就理直，楚军士气一向饱满，不能认为他们已经疲惫。我们退，如果楚军也退，那当然可以；如果我们退，他们不回撤，那就是国君后撤，臣下进犯，他们就理曲了。”
于是晋军后撤了九十里，兑现了当年公子重耳对楚成王的承诺。楚军将士看到晋军后撤，想停止前进，但令尹成得臣不准。
晋军退避三舍后，驻扎在卫国的城濮，并在此与同盟诸侯会合备战。鲁僖公二十八年（公元前632年）四月初一，晋文公、宋成公、齐国上卿国归父、崔夭与秦穆公之子公子慭（yìn）各自率领本国的军队来到了城濮。晋国统帅的联军兵马已超过四万人，晋军后撤九十里，既报答了楚王当年的恩惠，又是诱敌深入、卑而骄之的计策，楚国令尹子玉（成得臣）中计了，他率领楚国兵马追击到了城濮。
楚军背靠着险要的丘陵扎营，晋文公有些担心，觉得楚军有地势之利。他在军营的大帐中来回踱步，忽然听到帐外有兵士在念诵说：“休耕的田地中绿草油油，舍弃旧的土地而犁锄新的田地。”这是在说，去年已经耕种过的旧田，今年不再耕种而使其休耕，而应去耕种已经休耕过的新田。文公也明白，这是在劝他丢掉对楚国的旧恩的顾虑，建立新的功业。就在文公还在犹豫之时，狐偃跑来对晋侯请战：“国君，出战吧！战而得胜，一定会得到诸侯的拥戴。如果不能胜，晋国外有黄河天险，内有高山屏障，也一定能够保证晋国的平安，不会有什么害处。”
晋文公还在说：“那楚国的恩惠怎么办？”
下军统帅栾枝说：“汉水以北的姬姓小国，楚国都把他们吞并完了，国君不能只想着小的恩惠而忘记大的耻辱。臣请一战！”
晋文公说：“寡人昨夜梦见与楚王搏斗，楚王伏在寡人的身上，咀嚼寡人的脑子，故而忧虑。”
狐偃说：“国君，此乃大吉！国君得到的是上天，楚王伏罪，而且我们柔服了楚国。”
楚令尹子玉派遣大夫斗勃来到晋军大营请战，他说：“楚军请与君王的勇士们做一次角斗的游戏，君王可靠在车驾上观看，楚令尹得臣请与国君一起观看。”
晋侯派栾枝回答道：“寡君听到了楚军的命令，楚王的恩惠，寡君未敢忘记，所以晋国的军队退到了这里。寡君以为大夫已经退兵了，臣下难道敢于抵抗国君吗？既然大夫不肯退兵，那就请大夫对贵部的将士们说：‘驾好你们的战车，忠于你们的国事，明天早晨战场上见！’”
初二日，晋军战车七百乘、将士近四万人，在城濮摆开了阵势，旌旗招展，严阵以待。先轸为元帅的中军居于中间，郤溱作为副帅辅佐；在中军的右面，是以狐毛为元帅的上军，狐偃作为副帅辅佐；以栾枝为元帅的下军排列在中军的左面，胥臣作为副帅辅佐。
晋文公则登上城濮的废墟俯瞰整个战场。他看到晋军神采飞扬，装备整齐，说：“晋国军马，无论年少与年长，皆合于礼，军心可用，此战必胜！”
楚军方面，后援的兵马已赶到城濮，总兵马有四万四千余人。总指挥是令尹成得臣，他率领若敖的六卒兵马作为中军；楚军左师由斗宜申统帅，郑国和许国的兵马跟随在楚左师之后；右师由大夫斗勃统帅，陈国和蔡国的军队跟随在楚国右师之后。令尹子玉自信地对楚军将领喊话：“诸君奋勇，今日之战后，晋国不复存在！”
晋军知己知彼，已经制订了此战的策略。楚军附属国军队的战斗力比楚军差，因此击鼓开战后，晋军按照事先制订好的战术，先由栾枝、胥臣率领晋军猛攻楚军右师后部的陈、蔡兵马，胥臣率领下军，以虎皮蒙在马上，向陈、蔡的军队冲击，陈、蔡兵马惊散奔逃，楚军右翼被晋军打乱，向后溃败。
楚军统帅令尹子玉看到右翼溃败，瞬间大怒，命中军和左军猛攻晋军的中路和右路。晋军右翼统帅狐毛设立两面将、佐大旗，让他们向后撤退；晋军左翼击溃楚军的右翼后，也用战车托着树枝带起大量沙尘、佯装撤退；楚令尹子玉命楚军组织兵力全力追击，楚国左军追击晋国右翼上军时，其中军跟进并不紧密，因此楚军左军的侧面暴露在晋国中军面前，晋国先轸、郤溱率领中军拦腰截击楚军的左翼，狐毛、狐偃此时率领处于晋军右翼、佯装后撤的上军突然杀个回马枪夹击冒进的楚军左翼兵马，斗宜申率领的楚军左翼也禁不住晋军两面夹击，向后溃败。此时位于楚中军的总指挥、令尹成得臣观察到楚军左、右两翼都已溃败，立即下令停止进攻，急速回撤，他保留了中军的有生力量没有溃败，率领残兵退出了战场。后来在返回楚国的路上，羞愧自杀。
晋军追击，攻占了楚军的营地后，停止前进，以作休整。晋军在楚军的营地内休整了三天，吃的是楚军丢弃的军营中的粮食，在四月初六日，晋军班师。
城濮大战，双方投入的总兵力达到了约八万人，最终以晋国的大胜结束。晋文公率领晋国从此建立起了霸权，成为了中原诸侯的霸主。楚国的势力则退出了中原，被迫回到了桐柏山、大别山以南地区活动。