周王姬昌死後，他的第二個兒子姬發在豐京繼位，稱為武王，並將自己的父親西伯昌追稱為文王。
周武王拜姜尚為軍師，用對待父輩的禮儀尊重他。武王還團結自己的兄弟周公旦、召公奭(ｓｈì)等，使全國上下一條心，厲兵秣馬，積蓄力量，準備起兵滅商。
數年後，武王率軍東進。但他沒有公開打出滅商的旗號，相反卻仍以商朝屬國的名義，讓軍隊在前面抬着自己父親的木牌位，大旗上書寫着西伯昌的名號，而自己也不稱王，只稱太子發。武王的這種做法，顯然是為了對當時的政治和軍事形勢進行一次虛實試探。
武王的軍隊東進渡過黃河來到孟津(今河南孟津東北)，果然許多商朝屬國的諸侯們紛紛趕來匯合，表示支持。但武王考慮到紂王在商朝還有一定的號召力，紂王的叔父比干、兄弟箕子、微子等一批商朝的貴族大臣們還在竭力維護這個搖搖欲墜的政權，覺得滅紂的時機尚未成熟，因此，只在孟津進行了一次觀兵演習，與諸侯們聯絡了一下感情，便帶兵回到了豐京。
這時紂王的昏庸暴虐卻更加變本加厲了。有天早晨，紂王在鹿台上與妲己一起觀賞風景。此時正是隆冬天氣，他們看見遠處的淇水邊有一老一少兩個人正赤着腳在蹚水過河。前面的老人走得很快，好像不太怕冷，而後面的年輕人卻縮手縮腳，一副十分怕冷的樣子。為什麼年輕人反倒不如老年人?紂王覺得奇怪。妲己説，這是因為那老人的父母生他時很年輕，因此他的骨髓飽滿、精血旺盛；而這年輕人則相反，是一對老年夫婦所生，因此他的骨髓先天就不飽滿。紂王不信，就命武士立刻去將兩人抓來，當場砍開他們的腳脛骨看個究竟。還有一次，紂王為了與妲己打賭在鹿台下路過的一個孕婦肚裏的孩子是男是女，又讓武士馬上剖開了她的肚子。
大臣箕子見紂王實在鬧得不像話，進宮去勸諫。紂王一怒之下，下令將箕子剃了光頭，關到後宮做奴隸。比干去為箕子説情，紂王竟命武士將他剖胸剜心，説是要看看他這個裝假正經的聖人到底長了幾個心眼。微子看到紂王實在無藥可救了，他不願親眼目睹商朝的滅亡，就帶着家眷逃離了朝歌，隱居起來了。
周武王得知商朝王室的情況，知道紂王已經眾叛親離，商朝的氣數已盡，於是便正式出動了復仇大軍。武王的軍隊有兵車三百乘、精兵五萬人，由周武王和軍師姜尚統帥，一路向東進發。
周軍正在前進，忽然被兩個白髮蒼蒼的老人攔住了去路。武王和姜尚上前一問，才知道兩人一個叫伯夷，一個叫叔齊，是北方的孤竹國人，原是仰慕武王的德政前來投奔的，聽説周軍要去滅商，認為臣子不能犯上，因此要武王罷兵。姜尚見是兩個不識時務的迂老頭，便不和他們爭論，只叫士兵將他們拉開後，便命令軍隊繼續前進了。
周軍於當年年底來到黃河邊。黃河正好封凍，大軍踏冰渡河，順利地抵達孟津。四方諸侯聞訊，也都紛紛帶了軍隊趕到孟津與周軍會師。
第二年初，周軍的五萬精兵與號稱八百路諸侯的聯軍浩浩蕩蕩地繼續東進，二月上旬便抵達了朝歌附近的牧野(在今河南汲縣)。周武王在牧野與各路諸侯誓師。誓師大會上，武王歷數了紂王的暴政與罪狀，宣佈自己是奉天命出師伐紂，同時規定了作戰的紀律——不準搶劫騷擾百姓，不許殺害俘虜，勇敢殺敵者有獎，臨陣逃脱或後退者處死。
誓師以後，伐紂大軍便以高昂的士氣準備進攻朝歌。這時紂王才着慌起來，連忙組織軍隊抵抗。但朝歌的守城軍隊不多，他只好臨時抱佛腳，將城內的大批奴隸和前幾年與東夷的戰爭中抓來的俘虜統統武裝起來，開往前線。紂王親自率領這支號稱有七十萬人的雜牌軍，來到牧野與武王的聯軍對陣。
兩軍在數量上雖然很懸殊：聯軍總共不超過十萬人，而紂王的商軍有七十萬，但聯軍精神抖擻、士氣旺盛，而紂王軍隊中的奴隸和俘虜則恨透了這個暴君，巴不得他失敗。更加可悲的是，紂王到這時還耍小聰明，他讓奴隸和俘虜們衝在前面，自己的士兵只在後面壓陣督戰。於是，兩軍一接觸，戰場上便出現了戲劇性的場面——商軍中的奴隸和戰俘，紛紛舉着戈矛，調轉身去，殺向紂王自己的軍隊。商軍的前隊倒戈，再加上週軍的勇猛衝殺，紂王的軍隊頓時土崩瓦解，潰不成軍。紂王在幾個親信的保護下返身逃進朝歌，還未來得及關閉城門，周軍已潮水般衝了進來。
紂王見大勢已去，便逃到鹿台上，點火自焚而死。商朝就此滅亡。
周武王滅紂以後，在離豐京二十五里外的灃水東岸，建造了一座氣勢宏偉的新都，定名為鎬京（今陝西西安西），宣佈自己為天子，並尊他的祖宗古公父為太王，祖父季歷為王季，父親西伯昌為文王。從此便開始了中國歷史上的西周時期。