周文王死了以后，他儿子姬发即位，就是周武王。周武王拜太公望为师，并且要他的兄弟周公旦、召公奭（音shì）做他的助手，继续整顿内政，扩充兵力，准备讨伐商纣。
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。大家都向武王提出，要他带领大家伐商。但是武王认为时机未到，检阅结束后又回到都城丰邑。
这时候，纣的暴政越来越残酷了。商朝的贵族王子比干和箕（jī）子、微子非常担心，苦苦地劝说他别这样胡闹下去。纣不但不听，反而毫无人性地把叔父比干杀了，还叫人剖开比干的胸膛，把他的心掏出来，说要看看比干的心是什么颜色的。从此，纣王周围的大臣再也没有敢进谏的了。
公元前1027年（一说公元前1057年）二月，武王听到探子的报告，知道纣已经到了众叛亲离的地步，认为时机已经成熟，就发兵五万，请精通兵法的太公望做元帅，周公旦、毕公高辅佐，渡过黄河东进，到了盟津，八百诸侯又重新会师在一起。周武王在盟津举行一次誓师大会，宣布了纣残害百姓的罪状，鼓励大家同心伐纣。
周武王的讨纣大军士气旺盛，一路上势如破竹，仅仅经过六天行军，于二月初四拂晓就打到距离朝（zhāo）歌仅七十里的牧野（今河南淇县西南部）。
纣听到这个消息，只好仓促部署防御。但此时商军主力还在东南地区，无法立即调回，立刻拼凑了十七万人马。他想，武王的兵力不过五万人，十七万人还打不过五万吗？于是商纣王亲自率领，开赴牧野迎战周师。
可是，那十七万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，大批奴隶配合周军一起攻打商军，十七万商军，一下子就土崩瓦解。太公望指挥周军，趁势追击，一直追到商都朝歌。
纣王逃回朝歌，眼看大势已去，就下令手下人把所有的金银财宝堆到鹿台上。当夜，纣王躲进鹿台，放了一把火，跳到火堆里自焚（fén）而死。
周武王率大军威严雄壮地进入朝歌城。商朝老百姓扶老携幼站在道路两旁欢迎周军。武王命令南宫适把鹿台里的还未烧毁的金银珠宝拿出来，分发给老百姓，还叫他打开钜（jù）桥大粮仓，让群众前来领取粮食。朝歌城里欢声四起，人们到处都谈论武王的好处和纣王的残暴。武王还叫毕公高释放被商纣王关押的奴隶、罪人以及从各地掠夺的女子，让他们获得自由。
周武王灭了商朝，结束了殷商王朝六百多年的统治，把国都从丰邑迁到镐（hào）京（今陕西西安西），建立了周王朝。
为了巩固周朝的统治，从周武王起，把自己的亲属和功臣分封各地，建立诸侯国，太公望被封在齐国，他的弟弟周公旦被封在鲁国，召公奭被封在燕国。据说从武王到他的儿子成王，一共封了七十多个诸侯国。
商朝虽然灭亡了，但是它留下的贵族和奴隶主在社会上还有一部分势力。为了安抚这些人，武王把纣王的儿子武庚封为殷侯，留在殷都，又派自己的三个兄弟管叔、蔡叔和霍叔去帮助武庚。名义上是帮助，实际上是监视，所以叫做“三监”。