公元前1050年，周文王姬昌病逝，世子姬發繼位，即周武王，武王繼位後，以示仍秉承文王之天命，繼續利用商朝暫時無暇西顧的良機向東擴張。公元前1048年，牧野之戰前兩年，周武王曾觀兵於孟津（今孟津縣）。《史記》中說“不期而會盟津者八百諸侯”，其實不是“不期而會”，根據甲骨文所揭，此次出兵早有聯絡，關中和江漢間的許多方國都有參與，但諸侯恐怕並無八百之多，從牧野之戰的情況看，基本上都是西南方的羌、戎各國。
而此時的商朝發生了激烈的內亂。帝辛殺了伯父比干，囚禁了另一個伯父箕子，另一些被牽連的貴族如微子等則審時度勢，投奔了周國。武王無疑從來奔的殷商貴族那裡得到了不少朝歌的機密情報。時機已經成熟，武王決定出兵伐商，同時通知在盟津的與盟諸侯一起出兵。
伐商的戰略計劃是：趁商朝主力軍滯留東南之際，精銳部隊以迅雷不及掩耳之勢，深入王畿，擊潰朝歌守軍，一舉攻陷商都，佔領商朝的政治中心，瓦解商政權，讓殘餘的商人及其附屬方國的勢力群龍無首，然後各個擊破。《詩經·大明》中記述此事，稱之為“燮伐（偷襲進攻）大商”，或“肆伐(快速進攻)大商”，和二戰的德國“閃電戰”頗有異曲同工之妙。
公元前1046年1月26日（本詞條採用“夏商周斷代工程”的觀點），周武王親率戰車三百乘，虎賁（精銳武士）三千人，以及步兵數萬人，出兵東征。同年2月21日，周軍抵達孟津，與庸、盧、彭、濮、蜀、羌、微、髳等部族會合，聯軍總數達4.5萬人，不少方國的國君親自趕來。聯軍於2月26日佈陣未完就下了雨，史稱聯軍共有“六師”。軍事史家推測，大概是三百乘戰車，三千名虎賁為一個“裝甲師”，為第一梯隊。其餘四萬多人分為五個“師”，在後面組成方陣，為第二梯隊。後來聯軍冒雨繼續東進從汜地（今滎陽市汜水鎮）渡河水（黃河，一說由孟津渡河）後，兼程北上，至百泉（今輝縣西北）折而東行。27日清晨，周武王莊嚴誓師說：“俗話說，母雞司晨，是家中的不幸。現在紂王只聽信婦人之言，連祖宗的祭祀也廢棄了。他不任用自己的王族兄弟，卻讓逃亡的奴隸擔任要職，讓他們去危害貴族，擾亂商國。今天，我姬發是執行上天的懲罰！……戰士們，努力呀！”，周軍將士們士氣大振，即為《尚書》所記載之“牧誓”。28日拂曉，聯軍進至牧野。《詩經》記載：“牧野洋洋，檀車煌煌，駟騵彭彭。維師尚父，時維鷹揚。涼彼武王，肆伐大商，會朝清明。”。
然而，遠方前來阻截的商軍陣形也漸漸顯出輪廓。本來鬥志昂揚的將士們不禁倒抽了一口冷氣：商軍幾乎要一直排到天邊，一面面旗幟一望無際。雖然不知道對方確切有多少人，但要遠遠多過聯軍。聯軍將士剛剛鼓起的勇氣又快要低落了。
朝歌方面，第一批緊急軍情前腳剛傳到，聯軍自己後腳就跟著來了，著實被打了個措手不及。朝歌城內沒有足夠的精兵可以破敵，而且也沒有可用的戰車，單靠步兵，很難和衝擊力強大的戰車陣相抗衡，更何況周軍士氣正銳。
帝辛驚聞周軍來襲，只好倉促武裝大批奴隸、戰俘，連同守衛國都的軍隊，開赴牧野迎戰。根《史記》記載，帝辛出動的總兵力有七十萬人，另一些文獻記載是十七萬。《詩經·大明》稱：“殷商之旅，其會如林”。
評價
牧野之戰是中國歷史上以少勝多，以弱勝強，先發制人的著名戰例，也是中國古代車戰初期的著名戰例。它終止了六百年的商王朝，確立了西周王朝的統治，為西周時期禮樂文明的全面興盛開闢了道路。牧野之戰中所體現的謀略和作戰藝術，也對中國古代軍事思想的發展具有不可低估的意義。
隨著時間的推移，牧野之戰也蒙上了一層又一層神秘的面紗。當時的記錄下，帝辛尚不失為一個有嚴重缺陷的英雄人物，然而到了後世，“紂王”卻成了荒淫無恥、殘暴不仁的昏暴之君，被潑上了越來越多的汙水。與之相應，牧野之戰這場“血流漂杵”的征服戰爭，也就成了弔民伐罪的反抗暴政的正義之戰。在後世儒家的傳說中，周軍“前歌後舞”，沒有殺一個人，沒有流一滴血，商朝就自行崩潰，在人民的擁戴下，武王登上了天子的寶座，從此刀槍入庫，馬放南山，天下太平。當然，這樣的神話，在後世仍然一場又一場地上演，不過再也沒有像牧野之戰這樣成功的了。
