武王即位后第四年春天，發動了空前的滅商戰爭。拜姜尚為帥，發兵五萬渡過黃河東進。大軍到了盟津，八百諸侯也率兵前來助戰，武王便在盟津舉行了誓師大會。在莊嚴肅穆的氣氛中，姬發左手執掌象征軍隊指揮權的黃鉞，右手握著用以發號施令的牦尾杖，在呂尚和叔旦的左右護衛下登上土壇，向全體將士發表了被后人稱為《牧誓》的著名誓詞：

諸位友邦君長和將士們，殷紂荒廢國政，不敬神道，離棄同胞，肆暴百姓，天怒人怨。現在，上天命令我向殷國行使懲罰。眾將士們，舉起你們的戈，拿起你們的盾，要像虎那樣威武、如熊一般雄壯地去戰斗。努力啊，將士們!

誓師典禮結束后，盟誓后，武王便率大軍浩浩蕩蕩地殺奔商都朝歌，一路上勢如破竹，很快便打到了離朝歌只有70里的牧野，雙方軍隊就在牧野附近擺開了陣勢進行決戰。

紂王認為自己有軍馬70萬，可周軍只有5萬，這簡直是以卵擊石、飛蛾撲火。可他哪知武王的軍隊是經過嚴格訓練的精銳之師，作戰勇敢頑強，而他那70萬大軍中，一多半是臨時武裝起來的奴隸和從東夷捉來的俘虜，他們平日受盡了紂王的壓迫和虐待，對紂王恨之入骨，又有誰肯為他賣命。所以兩軍剛一交鋒，奴隸們就掉轉矛頭，紛紛倒戈投降，配合周軍攻打商軍，紂王所謂的70萬大軍頃刻間土崩瓦解。姜尚便指揮周軍，乘勝追去，一直追到朝歌。

牧野戰敗之后，紂王逃回朝歌，感到已沒有回天之力，就命人將宮里珍寶都搬到鹿臺，然后放起火來，自焚而亡。朝歌的百姓聞聽紂王已死，便列隊歡迎周軍入城。武王入城來到鹿臺，看到紂王的尸體便連射三箭，并砍下紂王與妲己的腦袋，懸掛在宮廷外的白旗下示眾。紂王的兩個寵臣惡來、費仲也被斬首。群兇斬除，人心大快。從此延續了600多年的殷商王朝，隨著惡貫滿盈的紂王的自焚而徹底滅亡，史稱武王克殷。

關于武王伐商的史實，首批禁止出國(境)展覽文物的利簋可以證明。利簋又名武王征商簋，為周武王時期有司(官名)利所作的祭器，1976年出土于陜西臨潼，是已發現的時代最早的西周青銅器。利簋腹內底部鑄有銘文4行32字，大意為：武王伐商，甲子日凌晨歲星正當其位，宜于征伐;戰勝商朝八天后的辛未日，武王在當地的軍隊駐地賞“有司”利以銅，利覺得很榮耀，就用銅來鑄造寶器以紀念這件事。利簋記載的史實證實了《尚書·牧誓》、《逸周書·世俘》等文獻的記載。

《詩經》中對牧野之役歌詠道：“維師尚父，時維鷹揚。”牧野之役，以武王為統帥，太公望為總指揮，可能是持著繪有鷹徽的軍旗，隨風飄揚，士氣高昂，故曰“牧野鷹揚”。