樊城之战，亦可称为关羽北伐，是汉末三国时期的一场重要战役。此役中刘备大将关羽父子被孙权俘杀，刘备治下的部分荆州完全落入孙权手中，刘备与孙权关系破裂，此后发生夷陵之战。
219年（汉献帝建安二十四年），刘备已经稳定益州、汉中，荆州守将关羽见时机成熟，遂北伐曹操。关羽首先进攻樊城，樊城守将曹仁急求援军，魏王曹操先后派出徐晃、张辽、裴潜、吕贡援救曹仁，自己亦亲征，不过张辽和曹操未到，樊城之围已经解除。
因为曹操派人连络孙权，希望孙权从关羽背后偷袭荆州。由于刘备占领并由关羽驻守的南郡本是孙权让给刘备的地方又位于孙权领地上游，且关羽又势力过大令孙权不安，故此孙权接受曹操的意见，联合讨伐关羽，派吕蒙指挥荆州行动。当时关羽刚被徐晃击败，意图撤退，得知大本营南郡已失，唯有退守麦城，最后突围时被擒，被孙权斩首。
208年（建安十三年）赤壁之战后，刘备取得荆南四郡，关羽受封襄阳太守，此时襄阳及樊城为曹操所有。刘备向孙权借得南郡江陵（故楚郢都）及公安。孙权曾邀刘备共同进军益州，刘备托辞拒绝。211年，刘备入蜀时，以关羽总督荆州事。
215年（建安二十年），孙权知道刘备已夺得益州，希望取长沙、零陵、桂阳三郡。刘备却说：“吾方图凉州，凉州定，乃尽以荆州相与耳。”双方一度为此军事冲突，直到曹操进攻汉中的张鲁，威胁蜀地，刘备迅速和孙权协议以湘水平分荆南，武陵及零陵归刘，长沙及桂阳归孙。然而双方关系已趋恶化，孙权曾尝试联姻关羽，但关羽拒绝且辱骂使者。
219年（建安二十四年），刘备再进军汉中，夏侯渊、张郃军与刘备军相持不下，而曹操及曹彰的援军未有帮助，最后曹操无功而还，大班回师，刘备得汉中。称汉中王，封关羽为前将军，假节钺。
218年十月之前刘备在汉中之战的战果为2败1平，诸葛亮接受杨洪“若无汉中，则无蜀矣”的意见，立即发兵援救，曹仁也在这段时间屯兵樊城准备南征关羽，但同年十月侯音在宛叛魏，曹仁率军平叛并于219年正月屠宛，不过219年黄忠在斩杀夏侯渊之后，曹魏陷入被动，曹仁也只好转为守势。
219年七月，关羽率领部队北伐荆州北部曹魏所属的樊城，曹操派出大将于禁率领七军（每一万二千五百士兵称作一军）援救襄樊。八月连绵大雨，汉水暴涨，水高五至六丈，于禁所率领的七军全为汉水所淹。于禁、庞德上高处回避。关羽乘机领水军攻击于禁、庞德，庞德披甲持弓，向关羽的军队射箭，射出的箭箭无虚发，但庞德麾下将军董衡、部曲将军董超有意投降，被庞德所处斩。关羽带兵加紧进攻，而庞德的箭亦射尽。庞德对其部将成何说：“吾闻良将不怯死以苟免，烈士不毁节以求生，今日，我死日也。（我听说，良将不会怯死而苟且免死，烈士不会诋毁志节而苟活求全，今日就是我死之日子。）”庞德愈战愈勇，但最后部下仅剩三人，庞德遂乘小船欲逃往曹仁处，但小船入水而浸，被生擒。
被俘的于禁投降关羽，关羽亦想劝降庞德，说：“卿兄在汉中，我欲以卿为将，不早降何为？（你堂哥庞柔现在在汉中（归刘备控制），我欲用你为我军将领，为何不尽早投降？）”庞德宁死不降，并留下一句遗言：“我宁为国家鬼，不为贼将也！”关羽将其处斩。曹操知道兵败后，叹息说：“吾知于禁三十年，何意临危处难，反不及庞德邪！（我认识了于禁三十年，为何临危处难时，于禁反而不及刚投靠魏之庞德！）”关羽取得重大胜利，获于禁降兵三万，附近盗贼皆投靠关羽，一时威震华夏。关羽再派兵围攻襄阳，荆州刺史胡修、南乡太守傅方遂降。十月，陆浑变民孙狼亦杀县政府主簿，投靠关羽，关羽命其作游击工作。当时，刘备军之南郡太守麋芳在江陵，将军士仁屯公安，素来皆嫌关羽轻己。麋芳、士仁供给军资不悉相及关羽大军所需，关羽言：“还当治之”，二人咸怀惧不安。
孙权大将吕蒙以治疾为名，退还建业，改代以“意思深长，而未有远名”之陆逊。关羽意大安，无复所嫌，果然稍撤后备兵以赴樊城前线，后方南郡空虚。
此时，曹操欲迁汉献帝离许都，避关羽之锐气，但司马懿与蒋济劝阻，他们指出孙权可以牵制关羽。十月，孙权见关羽势力已经难以控制，也向曹操表示愿意讨伐关羽。当时关羽面对大军降于自己帐下，粮食供应出现问题，所以于闰十月派人抢夺孙权的湘关米粮。所以曹操派人连络孙权，叫其出兵偷袭关羽后防。曹操将驻守宛城的徐晃、豫州的吕贡、兖州的裴潜及曹植作援军，再将张辽从合肥调往樊城以抗关羽，自己亦亲征。但行军之日，曹植被曹丕灌醉，无法出兵。魏谋臣桓阶认为，曹仁、吕常便足以抵抗关羽，曹操遂至摩坡停下，派将领朱盖、殷署率十二队部队增援徐晃。为了拉拢孙权，曹操也答应割让汉水以南的襄阳等地，并撤走在合肥、居巢的军队，让孙权偷袭时可以无后顾之忧。
闰十月，已下决心争夺荆州的孙权决定征讨关羽，先派吕蒙攻打南郡公安、江陵。吕蒙以数万精兵埋伏于船，部分则假扮商人，汉军士兵不觉有诈，吴军袭取江边屯候，将烽火台所有士兵缚好，并悄悄地袭取刘备所部之荆州，故关羽未知荆州遭袭。吕蒙顺利到达南郡公安、江陵，守将士仁、麋芳投降。吕蒙优待荆州百姓，下令军队不可擅取百姓东西，并发放荆州内的储备军粮供给当地百姓，得到民众赞许。
包围襄樊的关羽与曹魏援军徐晃交战，接连遭到击败，降刘备的荆州刺史胡修、南乡郡长战死，时为闰十月初九（12月3日）。但关羽有船而徐晃没有船，所以虽然樊城解围，但襄阳仍然被关羽围困无法与曹军沟通。曹操闻关羽走，恐诸将追之，疾敕曹仁坐视孙刘相斗，以防孙权转攻曹操。之前曹操答应为孙权袭击荆州保密，但并不希望孙权真的顺利夺取荆州，为了振作守军士气和动摇关羽军心，仍然采纳董昭建议故意向襄樊守军和关羽泄露消息，也料定关羽不会闻讯撤军（如关羽撤军则襄樊解围，也合曹操之意）。关羽果然因为觉得江陵、公安守御坚固、樊城早晚可以攻克而没有撤军。
十一月，陆逊攻陷秭归、枝江、夷道，守长江西陵峡口。期间，宜都郡守樊友逃跑，房陵太守邓辅、南乡太守郭睦、秭归大姓（有势力的平民）文布、邓凯皆被陆逊大败，关羽从三峡逃入益州的道路断绝。关羽辎重也被孙权袭击。关羽得知荆州后方已失，也知道自己亲自打造的江陵城坚固难攻，只得退守麦城。期间关羽派使者与吕蒙交涉，吕蒙故意让使者们知道自己善待荆州军的家属，关羽部下士卒多是荆州人，因而无心恋战，纷纷逃亡，抵达麦城时，士卒只余下不足数百人。但后世田福生推算，关羽败退至麦城时，军队应当还有2万左右。因为根据麦城的规模，加上城外有数万吴军围困，仅仅几百人，无法固守麦城一个月。曹仁等军则因收到曹操的命令而没有追杀关羽。
十二月，关羽决定突围，希望能回到益州。关羽在城上立幡旗，做假人，假装投降，突围而出，走临沮小路，“兵皆解散，尚十余骑”。关羽在夹石被吴军马忠部的绊马索所重伤，最后在章鄕被马忠部下所擒，被孙权斩杀。至此，孙权得南郡、武陵郡及零陵郡，占有荆州大部，襄樊之战正式结束。
如前所述，曹军解襄樊之围后未有反攻。孙权在杀了关羽后，将关羽首级送给曹操（有一说是为了嫁祸给曹操），曹操以诸侯之礼隆重厚葬了关羽首级，孙权也以诸侯礼葬关羽尸体。忠于刘备的荆州地方官樊伷、习珍等的起事亦被孙权镇压。
220年，吕蒙去世。同年正月，曹操去世，曹丕继魏王位，是年篡汉，建立魏朝。孙权的军队路过襄樊，曹丕误以为孙权会攻打自己而襄阳、樊城已经没有粮食无法抵御，于是命曹仁烧毁二城弃城而去，但孙权当时正交好曹丕，并没有占领，曹丕因而后悔。后来没有城防的襄阳仍然为孙权所占，虽然曹操生前曾答应割让襄阳给孙权，但不久曹丕就以孙权未得自己批准就擅自夺取襄阳为由派曹仁、徐晃夺回了襄阳。
221年，刘备称帝，建立蜀汉，决定起兵伐吴。是年，张飞被部将所害。刘备不听众臣劝告，坚持伐吴，是为夷陵之战，起初进军顺利，但东吴大都督陆逊采取坚守不战的策略，蜀汉进军困难。最后于222年被陆逊用火攻击败，退至永安，223年托孤于诸葛亮后去世。之后，蜀吴关系缓解，终朝不再有大战。
而此战役对蜀国未来命运走向也影响巨大，由于诸葛亮的隆中对逐鹿中原第一步是以荆襄为根据地，再取四川，若“天下有变，则命一上将将荆州之军以向宛、洛，将军身率益州之众出于秦川”双线打击魏国，但荆襄失去后，变成后来诸葛亮北伐的只能单线作战，加上川中地形复杂，粮草难以供给前线，导致后来蜀国北伐屡屡无功而回。
255年的淮南二叛，王朗之子王肃向司马师进言时亦引用此战的关羽军士形容毌丘俭的处境，司马师因而通过掌控淮南将士家属最终击破了毌丘俭、文钦的军队。
章太炎在所著的《訄书》中认为，荆州之失，关羽自负难辞其责，自身也为孙权所杀。但半年的攻防战中，蜀中竟不派兵往援，任其覆灭：“关羽，世之虎臣，……功多而无罪状，除之则不足以厌人心，不除则易世所不能御”，认为诸葛亮因关羽破坏隆中对所需要的“联吴抗曹”政策，“故不惜以荆州之全土假手于吴，以陨关羽之命。”但失去荆州及数万将士，无论对刘备集团还是对诸葛亮的隆中对都是重大打击，且并无记载能证明诸葛亮明知孙权有异动而不作为，或其能不经过刘备而自行决定是否出兵援助关羽。关羽除在北伐初期连战连捷时曾向刘封、孟达请求增兵外，并未求援于益州，且吕蒙袭取荆州在建安二十四年闰十月，刘备部下宜都太守樊友等逃走在十一月，陆逊即占领秭归，道路断绝，刘备方已难派出援军，而此时距十二月关羽败亡只有一个月了。后来章太炎又称自己“少时所称云尔，晚涉季世，益窥古人用心”，承认自己当初阅历不够，臆猜了古人，认为关羽虽然未能较好地落实蜀吴联盟，但“其才可辅而用也”，刘备、诸葛亮没有除掉他的理由。
得知关羽死讯后，魏国廷臣讨论刘备是否会为关羽报仇，群臣都认为蜀国实力弱小，唯一的名将关羽死后将不会采取行动，只有刘晔认为刘备一定会为“义为君臣，恩犹父子”的关羽起兵报仇。
宋末元初胡三省认为：徐晃营迫关羽围如此而不能制，即使吕蒙不袭取江陵，羽亦必为曹操所破，而操假手于蒙者，欲使两寇自敝，而坐收渔人、田父之功也。
明代锺惺认为，孙权吕蒙攻破刘备，使曹操得利，最终大势三家归晋，孙吴得不偿失。
此战在光荣的真·三国无双2中开始为可玩关卡。
