蚩尤一看，知道中计，来不及抵抗，便迅速率领残军从北门逃跑。轩辕和蚩尤以前在冀州虽然已打过十多次仗，但都未能取胜，今天只用了一个早上，就大破冀州。在这次战斗中，蚩尤军队伤亡并不大，最大的损失是冶炼成的青铜武器，被轩辕军队全部缴获。从此，轩辕的军队也有了青铜兵器，结束了石刀石斧的时代。这一战役史称“冀州之战”。
蚩尤率领的部落联盟由于生产力水平较华夏集团略高一筹，武器制作精良又勇猛善战，于是所向披靡，因而留下“铜头铁额”、“威震天下”的英名。之前炎帝部落无法抵挡、节节败退。但是在轩辕的打击下接连失败了两次。
轩辕带领部队继续追击蚩尤残兵，战争延续了不少时日，蚩尤引领轩辕来到夸父带领的主力部队埋伏的涿鹿之野（河北涿鹿县）。双方展开决战，史称“涿鹿之战”。
在涿鹿郊野，两军摆开阵势大战。蚩尤使用魔法，摆出了毒雾阵，把黄帝的军队围困起来，三日三夜大雾不散，至使兵士辨不清方向。但是，黄帝驾着谋臣风后发明的指南车，指挥军队冲出了毒雾阵。与此同时，九天玄女以西王母的名义前来助战，教导黄帝三宫秘略五音权谋之本（传说为天书，包括兵书战策、帝王心学、风水玄学、音律、房中术等）。风后据之又演化出遁甲之法，即《奇门遁甲》。传说九天玄女是风水玄学的创始人。
蚩尤又派魑魅魍魉（各蛮族）去作战，黄帝则叫兵士们击鼓，吓跑了这些鬼怪（蛮族）们。
传说中的魑魅魍魉都是一些杂牌小妖，据说魑魅魍魉专吃美女，外表大多以高大、红身、尖耳、头长角为主要特征，民间传说在荒野无人的深山，山下四野又多古老的森林。走长途的人，尤其是走夜路的，常常遇上山魈鬼怪、魑魅魍魉，都是木、石、禽、兽变的。
蚩尤请风伯，雨师纵风下雨，蓄水以攻黄帝。黄帝请来天女魃于东荒止雨。
反映战斗过程中，双方先由巫师作法，希望借助自然力征服对方，蚩尤来自长江流域，习惯雨中作战；而有熊氏来自长城以北，习惯干旱环境。当时大雨连绵不绝，对有熊氏作战极其不利，黄帝军队被大水淹没，且夸父早就埋伏在此，突然加入战场，使黄帝军队几乎陷入绝境。
危急中，黄帝只得请下天女旱魃阻止风雨，天气突然晴霁，雨水停止。这代表着当时气候的剧烈变化，太阳黑子活跃期到来，华北地区由以前的多雨时期转入长时间的大旱。
蚩尤军队惊诧万分，黄帝在大将风后、力牧的辅佐下，乘机指挥大军掩杀过去，先后杀死了蚩尤的八十一个兄弟部落首领，并最终活捉了蚩尤。黄帝命令给蚩尤带上枷锁，然后处死他，地点在山西运城解州。传说蚩尤有不死之身，所以黄帝将其分尸葬于四处，使之不得完尸。
黄帝的胜利得来不易，而胜利以后，又遇到很多新的困难，不仅旱神女魃制止了大风雨后神力大减，“不得复上”，应龙参战以后，也“不得复上”，天上“无复作雨者”，使地上连续大旱数年。
近代环境考古告诉我们，黄帝统治时期是自然环境又一次大变化时期，不断升高的气温，开始北方干旱、南方洪涝的现象。涿鹿之战中，那些被巫术呼唤来的暴风雨及其后的干旱，正与气候由平稳到发生波动的情况相合，可见这些神话不是全无根据的，它确实浓缩了对过去的回忆。
战后，黄帝率兵进入蚩尤的家乡、良渚文化的中心地区九黎地区，九黎部族人流散，与之相关的民族有苗族、汉族、羌族等。
蚩尤败后，大部分族人融于炎、黄集团，从而成为华夏族，乃至当今汉族的先民。一些汉族姓氏和蚩尤有关，如邹、屠、黎、蚩等。王嘉《拾遗记》载：“轩辕去蚩尤之凶，迁其民善者于邹屠之地，迁恶者于有北之乡。其先以地命族，后分为邹氏屠氏”。邹姓、屠姓今为汉族常姓。
“有北之乡”指北方寒冷不毛之地，见于《诗·小雅·巷伯》，孔颖达疏：“北方太阴之气寒凉而无土毛，不生草木，寒冻不可居处”。说明曾经有一部分蚩尤遗裔被迁到北方。蒙古族学者陶克涛著《毡乡春秋——匈奴篇》，论蚩尤是匈奴在传说时代的称号，被黄帝北逐的荤粥当是蚩尤部落遗裔。司马贞《史记索隐》释荤粥：“匈奴之别名也，唐虞（尧舜）以上曰山戎，亦曰熏粥，夏曰淳维，殷曰鬼方，周曰猃狁，汉曰匈奴”。
上面的说法将不同历史时期的几个重要的部族合并为一个民族。只是不断地换名字，失之于草率。实际上广阔大地上到处分布着无数的部落，每一个都是民族的备选者。
华夏周边的民族，因为位于中原王朝的四方，所以被称之为蛮夷，有东夷西戎南蛮北狄戎的说法，其实就是位置不同的蛮夷。由于资源短缺，诸部落互不相下，在混战中产生某一领导部族，统一一定地区，形成大型部落。
一旦这个大型部落出了名，周围的部落又会依附于它，而形成大型部落联盟，以至于国家，最后其它部落都以成为这个部族的一员为荣，则原来的部落名就成为整个地区或者国家的民众的民族自称。比如成吉思汗出身的蒙古部族，在他统一草原之后，其它本不叫这个名称的部落也都宣称自己是蒙古族，这是草原上依附强者的习俗。在这个领导部落的直接影响下形成统一的新的文化，则成为民族真正形成的原因。而蒙古之前的匈奴、鲜卑，之后的女真，莫不如此。
这一特点体现在秦汉以来的各个历史时期，比如匈奴统一了大草原，等到汉武帝击败了他们；鲜卑统一了大草原；等到鲜卑离开草原入主中原，北方又出现新的领导民族并不因为鲜卑是他们的故主，就有丝毫的容让；之后又有蒙古族等。