随后，商汤在亳（河南商丘）誓师，宣告履癸的罪行。商汤正式兴兵伐夏。汤和仲虺、伊尹率领由七十辆战车和五千步卒组成的军队西进伐履癸。履癸调集了夏王朝的军队，开出王都斟寻（河南洛阳偃师市）。夏商两军在鸣条之野（河南新乡封丘县）相遇，展开了大会战。
会战开始之前，汤为了鼓动士气，召集了参加会战的商军和前来助商伐夏的诸侯、方国的军队，宣读了一篇伐夏的誓词，即《汤誓》。商军经汤动员以后，士气大振，都表示愿意与夏军决一死战。夏军士气低落，人有怨心。两军交战的那一天，正赶上大雷雨的天气，商军不避雷雨，勇敢奋战，夏军败退不止。
夏桀见兵败不可收拾，连都城也不敢回，就带领五百残兵向东逃到了三朡（山东定陶），夏邑被联军攻占。三朡是夏王朝的一个方国，三朡伯见夏桀兵败逃来，立即陈兵布阵以保夏桀，并扬言要与汤决一死战。汤和伊尹见夏桀投奔三朡，即挥师东进。商军和三朡军在郕（左成右刂）（今山东汶上北）交战，结果商军打败三朡军，杀了三朡伯，夺取了三朡伯的宝玉和财产。
夏桀见三朡又被汤所灭，仍就带了那五百残部向南逃走。汤和伊尹率军紧迫不放，夏桀逃到了南巢（安徽寿县），投奔南巢氏，其为夏的同盟部族，为上古有巢氏的后裔。后来，南巢逐渐成为荆楚之地巢居民族的通称。
商军追至南巢，夏桀又想从南巢逃跑，但是刚走到城门口就被商军捉住。汤将夏桀流放在南巢的亭山。
汤和伊尹为了彻底消灭夏王朝的残余势力，又率军西进。因为韦、顾、温、昆吾和三朡这样一些较有势力而又忠于夏的方国都被商汤所灭，商军在西进的路上就未遇到大的抵抗，很快就占领了夏朝都城斟寻（河南洛阳偃师市）。
夏朝的亲贵大臣们都表示愿意臣服于汤。汤和伊尹安抚了夏朝的臣民后，就在斟寻举行了祭天的仪式，向夏朝的臣民们表示他们是按上天的意志来诛伐有罪的桀，夏后氏的“历数”（帝王相继的世数）已终。这就正式地宣告了夏王朝的灭亡。
汤经过征伐战争，最后灭了夏王朝，统一了自夏朝末年以来纷乱的中原，控制了黄河中下游地区，其势力所及，远远超过了夏王朝。汤灭夏后奠定了商王朝疆域的基础。由于商汤以武力灭夏，打破国王永定的说法，从此中国历代王朝皆如此更迭，因而史称“汤武革命”。
灭夏后商汤本想把国都定在夏都斟寻。但是，为了安抚夏朝臣民，进一步巩固其取得的政权，还是保留了夏社，把夏代的重臣集中于夏都斟寻，并予以严加看守，防止夏人作乱。而在夏都附近重新建立了一座新都，也叫做“亳”，后人称为西亳（河南洛阳偃师市）。
夏都斟寻与商都西亳虽然都在现在的偃师，但两者不是一座城，距离较近。
汤和伊尹在夏王都告祭天地以后就率军回到了亳（河南商丘睢阳区）。这时期商的声威已达于四方，各地的诸侯、方伯以及大大小小的氏族、部落的酋长们部纷纷携带方物、贡品到亳来朗贺，表示臣服于汤。
四百多年前夏禹建国时在涂山大会诸侯时，“执玉帛者万国”。经过四百多年的发展，这些上万的“诸侯”由于兼并、融合，到汤建国时，只有1800个诸侯。但是这时商汤统治的地域远比夏禹时大。
BC1677年，在准备数月之后，汤在亳大会“三千诸侯”。实际诸侯朝者千八百国（1800）。
汤对前来朝贺的诸侯皆以礼相待，汤自己也只居于诸侯之位，表示谦逊。三让。遂即告祭于天，即天子之位，诸侯都表示服从汤传达的上天旨意。商汤王朝正式建立，也被后人称为殷商王朝。
此时汤已任商侯17年。汤按照历朝的惯例封了夏桀的儿子淳维一个诸侯之位（斟寻国，旁边就是商都西亳，被重兵看守）。商朝建立，为了防止夏的势力死灰复燃，汤选择了以西亳（河南洛阳偃师市）为都。现在的偃师商城遗址即为商汤建立的新都西亳旧址。
遥尊高辛氏之四妃曰简狄为先祖。帝喾为远祖。契为封国之始，长为尧司徒，成功於民，受封於商。後十三世。生主癸。主癸之妃曰扶都，以乙日生汤。
淳维，或名熏育，为夏桀妾之子，妺喜为其后母。
淳维和桀的妃子们有染，被密报给汤，汤认为这是极不道德的事情，所以剥夺了淳维的爵位，也就是说不能再成为斟寻国君，并打算进一步惩罚他。
淳维得知消息后，为避商汤攻伐，带着妹喜及与他相好的几个妃子以及夏后氏残部逃往遥远的北方荒漠之地，在那里建立了自己的部落。
后来淳维如同蚩尤一样先后被尊为鬼方和匈奴的祖先，实际上这都是典型的心态，就好像唐朝建立后，要把老子（黄老派和道家的始创人李耳）尊为自己的祖先一样，发达了就要说明自己的血统就优于别人，你们没有一个好的祖先，就老老实实地当我的顺民。
中国的历代封建王朝也莫不如此，就连大流氓出身的刘邦，没有刘姓的显赫祖先，只好编造了一个自己是赤帝转世，斩白蛇（白帝）建立汉家江山的说法，这是为了楔合当时皱衍的五德终始说，而产生的说法。这要比血统论更牛了，直接是神灵。
只有一个明朝例外，朱元璋自己是和尚出身，一穷二白，赤贫，且从不宣称自己是哪个名人的后代，也不宣称自己是转世神灵，而是认为自己就是一个老百姓出身，且命令后世子孙的皇后一定要娶清贫人家的女儿，以示自己不忘本，这是相当难能可贵的。而明朝历代皇帝基本遵照执行。唯一的例外就是明成祖朱棣，他娶了显贵徐达之女，但是他在朱元璋活着的时候并没有被列为皇位继承人，后来依靠发动叛乱即位称皇。