曹操说：“江东的甘宁被周瑜羞辱，也愿意作为内应；黄盖受责打五十杖，却让阚泽来投降，又有书信到这里；不能轻易相信。谁敢直接进入周瑜的营寨去走一趟？”蒋干进言说：“之前没有成功，心中自然羞愧。现在舍弃一条命再去，如果不能成事，甘愿接受军法处置！”曹操于是立刻让蒋干上船。蒋干驾驶小船，直接到江南水寨边，就派人转达通报。周瑜听到蒋干又到了，向上天祈祷：“我的成功，就全靠这个人了！”于是让人吩咐，如此这般。原来庞统也曾对周瑜说：“如果要打败曹操，必须用火攻。”周瑜说：“我已经定下计策了。”庞统说：“大江面上一艘船着火，其他船会四散逃离，怎么能烧得起来呢？除非使用连环计，让他们固定在一起，然后才可以用火攻。”周瑜说：“只是曹操奸诈狡猾，怎么能实施这个计策呢？”正在没办法的时候，恰好听到蒋干又来，周瑜因此非常高兴，于是坐在营帐中，派人请蒋干。蒋干见没人来迎接，心中有疑虑，让人把船在僻静的岸边系好，就跟着人进入营寨中来见周瑜。周瑜就变了脸色说：“子翼你为什么欺骗我太过分了？”蒋干假装笑着说：“我想和你是旧日的兄弟，特意来吐露心腹之事，为什么说欺骗呢？”周瑜说：“你要是说让我投降，除非海枯石烂！前一次我顾念旧交情，和你尽情喝酒大醉一场，留你一起睡；你却偷我的私人书信，不辞而别，还去报告曹操，杀了蔡瑁、张允，导致大事不能成功，都是因为你啊！蔡中和蔡和刚刚投降我，你又来搬弄是非了！我不顾念旧日的情分，一刀两断！本来打算送你过去，无奈我一两天内就要打败曹操了！如果留你在营寨中，必然会泄露消息。”周瑜说：“左右在哪里？可以送子翼去西山庵中休息。等我打败了曹操，那时再送你过江也不迟。”蒋干还想再说话，周瑜已经进入帐后了。
左右的人牵来马给蒋干骑上，送他到西山后面，在小庵里休息，安排两个军人伺候。蒋干在庵内，心中忧愁烦闷，睡不好觉也吃不下饭。这天夜里，寒星满天，蒋干闲步走出庵后，只听到读书的声音，信步去听，在山岩边看到几间草屋，里面射出灯光。蒋干前去偷看，看见一个人在灯前挂着剑，诵读孙武、吴起的兵书。蒋干心想这是个奇异的人，于是敲门请求相见。那个人开门迎接他，仪表不凡。蒋干问他姓名，那个人回答说：“我姓庞，名统，字士元。”蒋干说：“难道是凤雏先生吗？”庞统说：“是的。”蒋干说：“为什么在这么僻静的地方独自居住？”庞统说：“周瑜自恃才高，不采纳忠言劝谏，残害贤才，败坏品德，我特意在这里。你是哪里人？”蒋干说：“我是蒋干。在‘群英会’上见过，为什么忘了？”庞统说：“一时忘记了。”于是邀请蒋干进入草屋，一起倾诉心腹之事。蒋干说：“凭借你的才能，做什么不可以。如果你愿意投降曹操，我会引荐。”庞统说：“只是担心不任用我啊。”蒋干说：“我愿意用性命担保。”庞统说：“既然有引荐的心意，就可以走一趟。如果晚了，事情一定会泄露。”蒋干于是和庞统寻找路到江边，恰好找到船，连夜投奔江北。
到了曹操寨中，蒋干先去见曹操，详细讲述了前面的事情。曹操请庞统进来相见，走出营帐迎接，分宾主坐定。庞统说：“现在周瑜年轻，依仗才华欺骗众人，不采用好的计谋，欺凌旧日的宾客，众人都有退走的想法。”曹操于是没有疑虑，诚心诚意地对待庞统。饮食完毕，曹操让人准备马，邀请庞统一同去观看旱寨。两人骑上马，登高远望。庞统说：“真是将才啊！”曹操说：“先生不要隐瞒，请教导我。”庞统说：“依傍山峦依靠树林，前后能照应，进出自有门道，进退曲折，即使古代的孙武、吴起重生，司马穰苴再出现，也不过如此而已。现在我委婉地进行褒贬，不是真心的。”曹操非常高兴，于是又去一同观看水寨。看到向南有二十四座门，都是大型战船，排列如城池，中间藏着小船，往来有通道，起伏有次序，庞统笑着说：“我听说丞相用兵如神，现在看来果然如此啊！”指着江南说：“周郎啊，周郎！限定日期必定灭亡！”曹操说：“先生是我的老师啊，希望赐予指示，不要吝惜赐教。”庞统说：“按照这个来看，我庞统比不上，怎么敢随便乱说呢？”曹操非常高兴。
回到寨中，置办酒席一起饮酒，一起谈论孙武、吴起的兵法，各家的阵图，三略六韬之类的书籍。曹操见庞统对答如流，于是殷勤地对待他。庞统于是假装醉酒后说：“冒昧地问军中有没有好医生？”曹操问：“有什么用？”庞统说：“刚才看到水军大多患病，需要高手医治。”这时曹操的军队不服水土，很多人有呕吐等疾病，死的人不计其数。曹操正在忧虑此事，忽然听到庞统这么说，怎能不询问。庞统说：“兵法和阵法都有，只是可惜不全面啊。”曹操再三询问，庞统说：“我有一个计策，可以让大小水军都不生病，士兵安稳而且能获得全胜。”曹操又问他，庞统说：“是因为在大江之中，潮水有涨有落，风浪不停；中原的人，不习惯乘船，导致生病。如果把大船小船，各自搭配连接，或者三十艘为一排，或者五十艘为一排，首尾用铁环连锁，上面铺上宽阔的木板，别说人可以渡过去，马也可以走啊。如果乘坐这样的船，任凭风浪，潮水涨落，有什么可怕的呢？”曹操离开座位感谢说：“如果不是先生的好计谋，怎么能攻破东吴呢！”庞统说：“我愚蠢的浅见，丞相自己裁决吧。”曹操立刻下令，叫中军的铁匠连夜打造连环铁扣，锁住船只。众军听到这个消息，都很高兴。后来有诗说：
赤壁鏖兵用火攻，运谋决策尽合同。
阚生纳款欺曹操，黄盖停舟待祝融。
千里舳舻沉水底，一江烟浪起波中。
若非庞统连环计，公瑾安能立大功。
庞统说：“我观察江东的豪杰，有很多怨恨周瑜的。我凭借这三寸不烂之舌，给丞相去劝说他们。先攻破周瑜，那么刘备就没什么用处了。”曹操说：“先生如果真能成就大功，我愿意奏请让先生位列三公。”庞统说：“我不是为了富贵，只是想拯救万民罢了。希望丞相渡过长江后，千万不要杀害百姓。”曹操说：“我是替天行道，怎么敢杀戮百姓呢？”庞统跪拜请求榜文来安抚他的宗族。曹操问：“先生的家属，现在居住在哪里？”庞统说：“只在江边。如果能得到这个榜文，就可以保全全族了。”曹操命令写榜文，签字后交给庞统。庞统拜谢辞别说：“可以赶快进兵，不要等到周瑜察觉。”曹操认为他说得对。
庞统辞别完毕，来到江边，正要下船，岸边有一个人，身穿道袍头戴竹冠，一把拉住庞统说：“你好大的胆子！黄盖用苦肉计，阚泽下诈降书，你又来献连环计：只恐怕不能烧得干净彻底！你们使出这样狠毒的手段，只能瞒住曹操，可瞒不住我！”把庞统吓得魂飞魄散。到底这人是谁呢？
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