Về sau, mối quan hệ giữa Đông Ngô và Kinh châu lại rạn nứt, Quan Vũ ỷ thế có Kinh châu, tỏ ra khinh thường và sỉ nhục Tôn Quyền[35]. Năm 219, Quan Vũ đưa quân lên phía bắc, tấn công Tào Nhân ở Phàn Thành, chỉ để Mi Phương và Phú Sĩ Nhân ở lại giữ Kinh châu. Lã Mông lại trình bày kế sách lên Tôn Quyền, tự cáo ốm để Quan Vũ chủ quan ở mặt phía đông, và giả vờ xin về Kiến Nghiệp an dưỡng, Tôn Quyền bèn cho Lục Tốn ra thay chức Đại đốc[36].

Quan Vũ nghe tin Lã Mông về Kiến Nghiệp, tỏ ra coi thường nguy cơ từ hậu phương vì Lã Mông không còn nên điều thêm quân từ Công An và Giang Lăng lên phía bắc. Quan Vũ vốn hay yêu quý sĩ tốt nhưng lại coi thường các sĩ phu. Vì vậy hai tướng My Phương và Phó Sĩ Nhân vẫn bất mãn với ông.

Quan Vũ tập trung đánh Phàn Thành. Tướng Ngụy là Vu Cấm mang quân chống cự, cứu viện Tào Nhân, bị Quan Vũ đánh bại. Nhân lúc Quan Vũ còn ở phía bắc, Tôn Quyền lại sai Lã Mông trở lại làm Đại đốc, Chinh Lỗ tướng quân Tôn Kiểu làm hậu kế, đem quân ra đánh Kinh châu.

Mấy tháng sau, Lã Mông đưa quân vào Tầm Dương. Để tiến quân thuận lợi, Lã Mông ra lệnh quân sĩ mặc đồ trắng, cải trang thành thương nhân qua sông, đồng thời cử tinh binh mai phục trong các thuyền nhỏ, do đó nhanh chóng vượt qua các chốt phòng thủ gần bờ sông của Quan Vũ, vượt sông tiến vào vùng Kinh châu (bạch y độ giang). Quan Vũ hiện ở phía bắc, chưa biết gì về hành động bất ngờ của Lã Mông. Trong khi đó Lã Mông nhanh chóng đoạt được Nam quân, rồi sai Ngu Phiên đến thuyết hàng hai tướng Phó Sĩ Nhân và Mi Phương. Hai tướng này vốn bất mãn với Quan Vũ nên đồng ý, đầu hàng, dâng Giang Lăng và thành Công An cho Tôn Quyền. Lã Mông lại dùng chính sách Hoài Nhu, ra lệnh cho quân lính không được cướp đoạt và chém giết bách tính vô tội. Lúc đó có người đồng hương với Lã Mông (quận Nhữ Nam) ăn bớt vật tư, bị sĩ tốt phát hiện. Lã Mông không vì nể tình riêng, ra lệnh xử quyết người đó. Quân sĩ rất khâm phục ông. Ngoài ra, Lã Mông còn tìm cách lấy lòng dân chúng, thăm hỏi người già, tặng thuốc cho người bệnh,... Đối với tài sản của Quan công, Lã Mông cho phong bế lại và đưa lên Tôn Quyền, không cắt xén chút nào.

Ít lâu sau, Quan Vũ trở về Kinh châu, đồng thời phái người đến gặp Lã Mông[37]. Lã Mông cho dùng hậu lễ tiếp đãi. Trước mặt sứ giả, ông tỏ ra bình thường, chu du trong thành, giả vờ hỏi han về gia cảnh của các sĩ tốt hay gửi thư về nhà để tránh sự chú ý của hắn. Khi sứ của Quan công về, ông cho quân sĩ hỏi han về tình hình của Quan công. Sứ giả không biết gì cứ nói một mực ra hết. Từ đó Lã Mông dò xét được binh tình của Quan Vũ.

Quan Vũ sau khi biết chuyện Kinh châu đã mất, không còn đường về khi đã mất căn cứ, vội vã chạy về Mạch Thành. Quân tướng của Quan công sợ hãi, lần lượt ra hàng Tôn Quyền. Tôn Quyền lại sai Phan Chương, Chu Nhiên chặn đường chạy về phía tây của Quan công. Cuối cùng đến ngày 2/1/220, cha con Quan công bị bắt, toàn bộ Kinh châu thuộc về Tôn Quyền[38]. Phần lớn công lao trong chiến dịch này thuộc về Lã Mông.

Trận Kinh châu là đỉnh cao nhất trong sự nghiệp cầm quân của Lã Mông.