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汤积聚力量，陆续灭掉了韦、顾、昆吾三国，但并未急于伐夏，而是在伊尹的建议下，决定再试探一下夏桀的威信和实力。于是，他表面上向夏桀称臣，但故意不给夏朝进贡，以观察夏桀的反应。夏桀当然非常生气，立即召集九夷之师共同讨伐商国。
九夷部落一直是支持夏王朝的势力，虽然有的九夷首领对夏桀的剥削压榨也心存不满，但此时听闻夏桀号令，也未有不从，全部带领各自的军队赶到夏王都，准备讨伐成汤。成汤一看夏桀的威信尚在，就谢罪求饶，送了很多贡品。夏桀见成汤认罪态度较好，也不想开战，就让九夷军队都撤了回去。可这一进一退，却让九夷部落的人感觉受了夏桀的戏弄。
第二年，成汤又不向夏桀纳贡，夏桀再召九夷之师前来伐商，九夷部落没再响应号令派兵前来。夏桀的孤立无援让成汤伐夏的时机成熟了。
不久，成汤率领商军及各诸侯联军在景亳（又称北亳，今河南商丘北）誓师，宣告夏桀的罪行，正式兴兵伐夏。夏桀率领王师迎战，但商汤和伊尹率领诸侯联军未正面交手，先来了一个迂回作战，绕到夏王都的西边，突然发动进攻。夏桀狼狈不堪,仓促应战,与商军战于蒲州一带,因为军队疏于训练,人心涣散,很快便溃败,退到鸣条(今山西运城夏县)坚守。
接着成汤乘率战车70乘，敢死士兵6000余人乘胜追击,与夏军对峙于鸣条,将展开一场决一胜负的死战。在大战之前,成汤发布了著名的征战演说,即《汤誓》,表明伐夏的决心,极大地鼓舞了士气。
决战当天,雷声轰鸣,暴雨不断。夏军怯战,商军却不惧雷电,奋勇向前,于是,夏军节节败退。夏桀见大势已去,带着五百残兵向东逃去,逃到了三朡(今山东定陶北)。三朡是夏王朝的一个方国,对夏桀仍然“忠心不二”,见夏桀前来投靠,扬言要保卫夏王,与商汤决一死战。可商汤和伊尹的大军一来,三朡立刻败下阵来,被商军所灭。
夏桀只好再次出逃,向南逃去,逃到了南巢(今安徽巢湖)。他曾对人说:“后悔当初没在夏台*掉汤,才落得如此下场。”不久便病死了。
成汤为了消灭夏王朝的残余势力,又和伊尹率大军西进,击败了夏的三个属国,最终攻占了夏朝的王都。
