周文王死后，他儿子姬发即位，他就是周武王。周武王继续拜太公望为师，并且让他的兄弟周公旦、召公
第二年，周武王把军队开到盟津（今河南孟津东北）地方，举行一次检阅，有八百多个小国诸侯，不约而同地来到盟津会师。这既是一次外交盟会，又是一次军事大演习、大检阅。武王赢得如此众多的盟军，充分说明周在政治上、军事上都取得了对商进攻的优势。
这时候，纣的暴政越来越昏庸无道了。商朝的王公贵族比干和箕子、微子都非常担心，苦苦劝说他别再这样胡闹下去。纣不但不听，反而发起火来，把比干杀了，还惨无人道地叫人剖开比干的胸膛，把他的心掏出来，说要看看比干长的是什么心眼儿。箕子装作发疯，总算免了一死，被罚作奴隶，囚禁起来。微子看见商朝已经没有希望，就离开朝歌出走了。
商朝的天下被纣王搞得乌七八糟，再也维持不下去了。
周武王看到灭商的时机已到，就联合八百诸侯在盟津（今河南孟县）重新会师，同时还联络了今湖北、陕西、山西一带山区的八个少数民族，一起伐纣。历史上记载，周武王的大军在一天夜里到达盟津南的黄河渡口时，夜明如昼，八百诸侯都兴奋得高歌猛进。这时有一群长着鲜红羽毛的大鸟，一起向周武王的渡船飞来。大家为此很高兴，认为是吉祥之兆，此战必胜。过河以后，姜尚命令把渡船全部砸毁沉在河中，对部下说：“我们是替民伐罪，只有向前，宁死无回”。
周军在向北行进中，天空突然袭来了暴风雨。大风把旗杆一折为三，大雨三天不停。武王非常发愁，姜尚却说：“这没有什么！杆折为三者，启示我们应当把大军分为三队。大雨不停，这是天洗兵，帮助我们洗洗浊气，我们可以更加意气风发地向前。”周的讨纣大军士气旺盛，继续前进，一路上势如破竹，很快就打到离朝歌仅仅七十里的牧野（今河南淇县西南）。
著名的牧野之战爆发了。
这时，周武王共有兵车三百乘，卫士三千人，士兵四万五千人，加上诸侯们带来的四千乘兵车，数万人马，形成一支威武雄壮的大军。他们在牧野严阵以待。周武王立在战车上，左手握着黄色大斧，右手拿着饰有白牛尾的指挥棒，神态严肃地对全体将士宣誓说：“举起你们的戈，拿起你们的盾，竖起你们的矛。我们要执行对殷纣王的惩罚了，你们要像猛兽那样去攻击敌人。”
而当时的商纣王正带着他的宠妃和一帮大臣，在鹿台上欣赏歌舞，喝酒吃肉。手下的人把周军进攻的消息告诉纣王，他这才散了酒席，召集大臣们商量如何应战。商朝的军队当时正在东南地区对付少数民族，一时抽不回来，纣王只好下令把大批奴隶和俘虏编入军队，一共七十万人，然后向牧野进发。
可是，那七十万商军有一大半是临时武装起来的奴隶和从东夷抓来的俘虏。他们平日受尽纣的压迫和虐待，早就恨透了纣，谁也不想为纣卖命。在牧野战场上，当周军勇猛进攻的时候，他们就掉转矛头，纷纷倒戈，配合周军一起攻打商军。七十万商军，一下子就土崩瓦解了。太公望指挥周军，趁势追击，一直追到商都朝歌。
纣王奔回朝歌以后，知道大势已去，他不想让周军得到他的鹿台和珍宝，于是命人把王宫里的珍宝全部搬到鹿台上，自己用绫罗缠身，躺在珍宝中，然后点起一把火自焚了。
当周兵攻进殷都时，鹿台已经被熊熊大火烧成了灰烬，只有纣王的尸体由于有珍宝的包围，还没有烧成灰。周武王驱车赶到鹿台前，按照当时的习惯，对着殷纣的尸体连射三箭；又跳下车来，用宝剑刺穿纣王的尸体；然后用黄铜大斧砍下他的头，高悬在一面大白旗的顶上，向人民示众。
武王伐纣胜利后，得到诸侯和周边少数民族的拥戴，建立了周朝，称为天子。周武王接受殷纣的教训，对人民施行了减轻剥削的政策，把纣王从百姓那里搜刮来的钱和粮食，都分发给贫苦人民。周武王的所作所为，一直受到古来史家的称赞。