周文王死後，兒子姬發即位，他就是歷史上大名鼎鼎的周武王。武王即位之後，遷都到了鎬京（也在今天的西安市長安區附近）。他延續了文王姬昌的政策，以姜太公、周公姬旦、召公姬奭、畢公姬高等能臣賢士為輔佐，繼續發展生產、收攏人心、積蓄力量。而此時紂王仍然在大肆對東夷用兵，使得國內人民負擔更加沉重，內部矛盾更加尖銳。在商朝統治集團內部，逐漸形成了以比干、箕子、微子、商容等人為代表的反對派。
周武王即位第九年，在盟津（在今天河南省孟津縣西北部）召開誓師大會，這既是討伐紂王的總動員，也是一場大規模的軍事演習，同時還可以看看自己在諸侯當中的影響力如何。當年周文王在諸侯中的威望已經很高，但武王繼位後對於自己的影響力還沒有那麼大的把握，因此需要檢驗一下。
為了獲得諸侯認同，武王把文王姬昌的靈位載在車上，遍告諸侯說是奉文王的遺命討伐，自己不敢專斷。去之前姜太公發佈命令：“給你們船隻（你們加緊渡河），遲到的斬首！”。官兵們爭先恐後的渡過黃河，傳說那天同時到達盟津的諸侯有八百個。真實到達的未必那麼多，但這件事說明周國已經是眾望所歸，武王取得了號令諸侯的威望。各諸侯都說現在可以討伐了，但是武王說：“你們不知道天命，現在還不行”，就班師回國了。他這裡說的“天命”實際是指時機，也就是說商朝的統治集團還未出現分崩離析的狀況，發動總攻的時機還沒有來到。歷史未記載紂王對此有什麼反應，採取過什麼防備措施。根據後來的情況看，很可能他曾經想過要解決這個巨大的威脅，但很快又被迫把主力調去對付已經反叛的東夷部族，給了周國以可乘之機。
又待了兩年商朝內部的反對派和紂王的關係徹底破裂，比干被紂王殺掉，箕子被囚禁起來，甚至裝瘋以自保。微子和親信太師、少師（兩者都是官名）一起叛逃，微子指使他們給武王報信。武王通過他們的告密，瞭解到商朝統治集團內部四分五裂，現在國都兵力空虛，正是攻打的好時機，於是遍告天下：“商朝有重罪，不可不討伐！”。但在大軍出發之前，武王找人占卜的時候，卻發生了一件小插曲。巫師使用龜甲占卜，結果是非常不吉利。
巧合的是此時天上又來了場暴風雨，武王和群臣都很害怕。通過這個小事，歷史把武王作為人更真實的一面暴露了出來：英雄、聖人固然偉大，然而他們也是人，也有普通人的恐懼。英雄不是沒有恐懼，不是沒有忐忑不安，他們只是最後能克服自己的恐懼而已。畢竟商朝還是看上去很強大的正統王朝，周國以前從來沒有跟商朝交戰過，很難說有百分之百的把握打贏。在關鍵時刻太公姜尚力排眾議，說這不是什麼凶兆，而是改朝換代的吉兆。他勉勵武王說現在是推翻紂王的千載難逢的良機，機不可失時不再來！聽了姜太公的分析，武王理智地克服了恐懼，下定決心出兵。
武王再次載上文王的靈位，率戰車三百乘，衛士三千人，甲士四萬五千人，向東進發。這一年武王再次會同諸侯到達盟津，諸侯跟著來討伐的有四千輛兵車（那個時代以戰車為主要作戰單位，每輛戰車配備一定數量的甲士和步兵，能達到四千輛戰車，在當時是很大的兵力）。在誓師大會上，他向各諸侯的將士們歷數了紂王的罪惡，也像當年成湯征討夏桀一樣，提出了“共行天罰”的口號。商朝在西邊兵力空虛，武王的軍隊沒有費多大力氣就打到了其都城附近的牧野（大致位於今天河南省新鄉市附近）。
紂王見到武王一下子就打到都城附近，十分驚慌，由於沒有多少兵力可以調遣，就臨時把抓來的幾十萬奴隸武裝起來，讓他們上前線去抵抗。這些奴隸們平時備受虐待，根本就沒有鬥志，心裡反而盼著武王打過來，於是就陣前倒戈，反而成了周軍的開路先鋒。武王親率大軍發動總攻，紂王的軍隊土崩瓦解了。紂王狼狽逃回來，登上自己建造的鹿臺自焚而死。我們說商朝軍隊崩潰的比較快，並不是指這場戰爭很輕鬆。
奴隸們沒有戰鬥之心，但商紂王的其他軍人肯定是有過激烈抵抗的，因此《尚書》上說這場戰役“血流漂杵”。戰國時期孟子說武王是天下最仁義的，紂王是天下最不仁義的，以最仁義的君主討伐最眾叛親離的暴君，肯定不會有這麼激烈的戰鬥。這論調顯然是孟子把本來已經被周朝美化的武王更加理想化了，後來成了歷代的正統觀點，影響了後世很長時間，然而究竟不是事實。我們前面講過，紂王做了一些改革，比如提拔重用身份比較低的人做官，停止了大規模殺害奴隸的祭祀等等，不可能沒有國內的擁護者。紂王並非被所有人都拋棄了，武王滅商也不是得到所有人的擁護，這一點可在滅商之後的一些事件中看出來。
武王率兵攻入商朝都城，商朝很多百姓前來迎接。百姓們向他拜賀，他連忙謙虛的還禮。到了紂王死的地方，他命人砍下紂王及其兩個寵妃的頭顱懸掛在旗杆上。武王就這樣滅掉了強大的商王朝，建立了周朝。此時的周朝定都鎬京，人們習慣上稱之為西周，和後世遷都洛邑（今天洛陽附近）之後的東周相區別。
武王是個非常有政治頭腦的人，他看到自己剛剛攻破商朝都城，商朝人心裡並未完全歸附。儘管部分百姓前來迎接自己，但這很可能是出於恐懼，或者說政治投機也未可知。甚至這種百姓“簞食壺漿以迎王師”的場面是武王自己導演的也有可能。《史記》記載為了鞏固政權、穩定人心，武王夜裡擔心的睡不著覺。
在商朝都城祭祀上天時，武王讓周公、畢公手持大鉞、小鉞把自己夾在中間，散宜生、閎夭等大臣全副武裝予以護衛，外面更是層層士兵防守，可見其戒備心之重。必需採取適當的措施才能穩定政局，鞏固新生的周朝政權。要做到這點就必須拉住商朝的貴族和百姓，孤立並消滅紂王的擁護者才行。說紂王只有妲己和幾個小人擁護，完全不是事實：再過一些年，紂王的兒子武庚在武王去世之後能發動聲勢那麼大的反叛，也可以佐證筆者這個觀點。
武王對待不同的幾類人採取了不同的措施。
貧民百姓是容易滿足的，他們非到萬不得已的時候是不會造反的，相反統治者如果切實給點實惠他們就會很感激。武王命人把監獄裡關押的百姓釋放出來，還把商朝鹿臺裡的財物和倉庫中的糧食拿出來賑濟他們，這樣就贏得了他們的擁護。至於原來商朝的奴隸是被解放了，還是分給了周朝的貴族們，目前資料還比較缺乏。
前朝貴族是比較難以對付的，只有處置好了他們，政局才能真正穩定下來。對於本來就反對紂王的貴族們，武王不但保全他們的財產、地位，甚至公開予以表彰。他命人釋放了被囚禁的箕子，修整好被紂王殺死的比干的墳墓，還旌表了被紂王廢黜的老臣商容的居所，以彰顯商容的德行。他這麼做實際是告訴商朝的上上下下，我來這裡是替你們剷除暴君，表彰賢者來了，跟成湯討伐夏桀時用的“弔民伐罪”的口號是差不多的。
武王深知敵人的敵人就是朋友的道理，這樣不但可以再次凸顯紂王的罪惡，樹立推翻商朝的合法性，還可以把這部分貴族的利益牢牢地綁在周朝的戰車上，從而穩定了商朝上層貴族的人心，大大減低了他們的牴觸情緒。對於還死忠於紂王的那部分人，武王則採取了毫不客氣的暴力手段予以搜捕和鎮壓，說讓他們承受跟紂王一樣的罪責。
經過一系列措施，武王穩定了周朝的政權，帶兵西歸鎬京。天下已定，他開始大封諸侯。太公姜尚功最大，封在營丘（大致在山東省昌樂縣東南一帶）建立了齊國。武王的弟弟周公旦封在曲阜，建立了魯國。召公姬奭被封在燕，建立了燕國。
武王讓紂王的兒子武庚管理殷商遺民，封地大概在今天河南安陽一帶。為了防止武庚造反，周朝又在武庚封地的周圍設立了三個諸侯國，分別由武王的三個弟弟管叔、蔡叔和霍叔管理。管叔、蔡叔和霍叔實際是周朝派來監督武庚的，被後世稱為“三監”。也有說法是讓武庚管理殷商遺民，而派管叔、蔡叔輔佐他並負責監督。武王留下了武庚沒有除掉，還把部分土地和百姓讓他管理，這就為後來的武庚叛亂埋下了隱患。此後又過了幾年，武王就病死了，他的兒子姬誦即位，就是周成王。
武王伐紂是歷史的進步，但其本質還是兩國奴隸主貴族爭奪中原統治權的鬥爭，其結果是西周的奴隸主貴族取代了商朝腐朽的奴隸主貴族進行統治。在這個過程中有個明顯的亮點，那就是奴隸們的力量第一次得到很大的展示。這些平時被人看不起，被人漠視，被欺凌壓榨到極點的人們，這些沉默的大多數，在最後關頭成了舉足輕重的力量。
奴隸們的陣前倒戈對推翻商朝起了至關重要的作用。儘管這些奴隸們也有歷史侷限性，比如只是自發地倒戈，並非有組織有綱領的自覺反抗，倒戈也只是選擇了新的奴隸主們來統治自己，但是這畢竟是人民力量的一次偉大顯現，足可以證明歷史還是由人民創造的。英雄人物是順勢而為、因勢利導建立了功業，真正決定盛衰成敗的還是人民。
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