曹操接连收到两封信后心中疑惑不定于是召集众谋士商议说：“江东的甘宁被周瑜所侮辱愿意做我们的内应黄盖受罚后派阚泽来投降这些都不可信。谁敢直入周瑜的营寨中探听真实情况？”蒋干进言说：“我前日空往东吴没有成功深感惭愧。现在我愿意舍身再去一次务必探得真实情况回报丞相。”曹操大喜立即命令蒋干上船。蒋干驾着小舟直接来到江南水寨边便派人传报。周瑜听到蒋干又来了非常高兴地说：“我的成功就在此人身上！”于是他嘱咐鲁肃：“请庞士元来为我如此如此。”原来襄阳的庞统字士元因为避乱而寓居在江东鲁肃曾经向周瑜推荐他但庞统还没有来得及去见周瑜。周瑜先让鲁肃向庞统询问计策说：“要打败曹操应该用什么策略？”庞统秘密地对鲁肃说：“要打败曹军必须用火攻。但是在大江面上如果一船着火其余的船就会四散逃去。除非使用‘连环计’让他们的船钉在一起然后才能成功。”鲁肃把庞统的话告诉了周瑜周瑜对他的见解非常佩服于是对鲁肃说：“要实施这个计策非庞士元不可。”鲁肃说：“只怕曹操狡猾我们如何能去得成呢？”
周瑜还在沉吟未决，正好没有机会，忽然报告说蒋干又来了。周瑜大喜，一面吩咐庞统依计行事，一面坐在帐中，派人请蒋干进来。蒋干见周瑜没有出来迎接，心中有些疑虑，于是把船停在僻静的岸边，进入营寨见周瑜。周瑜脸色一变，说：“子翼，你为什么欺我太甚？”蒋干笑着说：“我想我们是旧日弟兄，特地来吐露心腹事，怎么说是我欺你呢？”周瑜说：“你要说我投降，除非海枯石烂！上次我念在旧日交情的份上，请你痛饮一场，留你同榻共寝。你却偷走我的私信，不辞而别，回去报告曹操，害得蔡瑁、张允被杀，导致我的大事不成。今天你又无故而来，必然不怀好意！我不看旧日之情，一刀两段！本想送你回去，但考虑到一两天之内我就要打败曹操，留你在军中又怕泄漏机密。”于是命令左右：“送蒋干到西山庵中歇息。等我打败了曹操，再渡你过江也不迟。”蒋干还想说什么，但周瑜已经进入帐后去了。
左右取来马匹让蒋干乘坐，把他送到西山背后的小庵歇息，并安排两个军人侍候。蒋干在庵内心中忧闷，吃不下睡不好。这晚星露满天，他独自走出庵外散步，只听到有读书的声音。他顺着声音找去，看见山岩边有几间草屋，屋内透出灯光。蒋干偷偷看去，只见一个人挂着剑在灯前诵读孙武、吴起的兵书。蒋干心想：“这一定是个非凡的人。”于是他敲门请求相见，那人开门出来迎接，仪表不俗。蒋干问起姓名，那人回答说：“我姓庞，名统，字士元。”蒋干惊讶地说：“莫非你就是凤雏先生吗？”庞统说：“正是。”蒋干高兴地说：“久闻大名，今天怎么会隐居在这里呢？”庞统回答说：“周瑜自恃才高不能容人，所以我隐居在这里。你是何人？”蒋干说：“我是蒋干。”于是庞统邀请他进入草庵共坐谈心。
蒋干说：“以你的才华去哪里都会有所作为，如果你愿意归顺曹操我一定引荐。”庞统说：“我也早想离开江东了。你既然有引荐之心，我们现在就可以走。如果迟了周瑜知道了必定会加害于我。”于是二人连夜下山来到江边找到原来的船只迅速驶向江北。
到了曹营后蒋干先进去报告并详细讲述了之前的事情。曹操听说凤雏先生来了亲自出帐迎接并分宾主坐定后问道：“周瑜年幼恃才傲物不用良谋我久闻先生大名今天能得到您的指教实在是太好了。”庞统说：“我向来听说丞相用兵有法今天想见识一下您的军容。”曹操命人备马先邀请庞统一起观看旱寨。二人并马登高而望庞统赞叹道：“傍山依林前后呼应出入有门进退曲折即使是孙武、吴起再生也不过如此啊。”曹操说：“先生过奖了还请多多指教。”
接着曹操又带庞统一起观看水寨只见水寨向南分二十四座门门门都有战舰列为城郭中藏小船往来有巷起伏有序。庞统笑着说：“丞相用兵如此名不虚传！”然后指着江南说：“周郎啊周郎！你注定要在约定的期限内灭亡了！”曹操听后大喜。
回到营寨后曹操请庞统进入帐中设酒共饮并一起讨论兵法。庞统高谈阔论应答如流曹操深感敬佩并殷勤相待。庞统假装醉酒说：“敢问军中有良医吗？”曹操问要良医做什么用。庞统说：“水军多病需要良医治疗。”当时曹军因为不服水土很多人都生了呕吐的疾病甚至有人死亡曹操正为此事忧虑忽然听到庞统的话立刻询问详情。庞统说：“丞相训练水军的方法很妙但可惜并不完善。”曹操再三请教不完善之处在哪里。
庞统说：“在大江之中，潮起潮落，风浪不止。北方士兵不习惯乘船，受到这样的颠簸就会生病。如果把大船小船搭配起来，或者三十艘排成一排，或者五十艘排成一排，首尾用铁环连锁，上面铺上宽木板，不要说人可以渡过，马也可以走：这样乘船而行，任他风浪潮水上下起伏，又有什么可怕的呢？”曹操听后离席感谢说：“如果不是先生的良策，怎么能打败东吴呢？”庞统说：“这只是我浅薄的见解，请丞相自己裁决。”曹操立刻传令，召集军中铁匠，连夜打造连环大钉，锁住船只。各军听到这个消息，都非常高兴。后人有诗称赞道：赤壁鏖兵用火攻，运筹决策尽皆同。若非庞统连环计，公瑾安能立大功？
庞统又对曹操说：“我观察江东的豪杰，很多人都对周瑜不满。我凭借三寸不烂之舌，为丞相去游说他们，让他们都来投降。周瑜孤立无援，必然会被丞相擒获。周瑜一旦被击败，那么刘备就无所作为了。”曹操说：“先生如果能立下大功，我会上奏天子，封你为三公之列。”庞统说：“我并不是为了富贵，只是想拯救万民而已。丞相渡江后，请千万不要滥杀无辜。”曹操说：“我是替天行道，怎么会忍心杀害百姓呢？”庞统请求颁发榜文以安抚宗族。曹操问：“先生的家属现在住在哪里？”庞统回答说：“就在江边。如果能得到这个榜文，他们就可以得到保全了。”曹操于是命令写榜文并交给庞统。庞统拜谢后说：“离别之后请尽快进军不要等周瑜察觉。”曹操同意了。
庞统拜别曹操来到江边正准备上船忽然看见岸上有一个人穿着道袍戴着竹冠一把扯住他说：“你好大的胆子！黄盖用苦肉计阚泽下诈降书你又来献连环计：你们只怕烧不尽绝！你们使出这样的毒辣手段来只能瞒过曹操却瞒不过我！”庞统被吓得魂飞魄散。
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