可能生下昌意後不久，黃帝就和嫘祖回到自己原先居住的有熊國一帶。此前的西陵國之行，黃帝已經聯絡了一些長期遭蚩尤壓迫的部族，他的老丈人，成都平原上的西陵國國王也是其中之一。這些部落的加盟，實是黃帝戰勝蚩尤的前提。
經過長時間的準備，黃帝下定決心要誅滅蚩尤。據說阪泉和涿鹿兩地，是當時的主戰場。這兩處都在今天的河北省境內(也有人說是在山西)。黃帝這邊，有很多被蚩尤欺淩的弱小部落，黃帝把他們聯合起來，人數不少；蚩尤那邊，雖然全天下的人都恨不得吃他們的肉，喝他們的血，卻拿他們的銅頭鐵額、“兵杖刀戟”沒有辦法。
雖然人多勢眾，黃帝仍然不敢掉以輕心，據傳他訓練熊、羆、貔、貅、虎等猛獸，利用它們作戰；他還有一種厲害武器，就是弓箭，弓和箭都是木製的，不過，在當時卻不失為一種可怕的新式武器。黃帝手下還有幾員大將，最著名的是風後和力牧，他們用兵如神，後來寫兵書的都把他們奉為祖師爺。我們知道，居住在海邊的伏羲氏子孫就有很多姓風的，風後可能是海邊的一個部落；力牧則可能跟早先的黃帝一樣，是一個遊牧民族。黃帝的這些優勢，蚩尤相形見絀。
黃帝在涿鹿跟蚩尤一決勝負，在此之前，傳說他們已經大戰了七十一場，卻依舊難分勝負。黃帝把蚩尤圍在涿鹿之山上，圍了三年也沒有攻下來；而蚩尤想扭轉不利戰局。在涿鹿之野，一場惡戰在所難免。
黃帝打了多年的仗，總結了不少經驗，據曆史學者錢穆說，最早的兵書，就是黃帝寫成的。人類最早的戰爭，大概總是一團混戰，有了兵書後，黃帝的軍隊進退有度，攻守有方，已經有王者之師的風範了。為了鼓舞士氣，黃帝還令人將東海流波山上的怪獸“夔”捉回來，把它的皮剝下來做鼓麵；又派人將森林中的雷獸捉來，從它身上抽出一根最大的骨頭當鼓槌。一敲這麵鼓，方圓500裏都聽得到。響亮的鼓聲，不但可以鼓舞士氣，還能聯絡遠處的士兵，傳遞戰爭消息。
有了這些發明，黃帝自然添了幾分勝算，經過一番血戰，黃帝終於在涿鹿大敗蚩尤，結束了戰爭，這也是中國百姓日夜盼望的結果。據說蚩尤還想逃，黃帝就用大鼓，敲得他不能動彈，蚩尤後來被殺於中冀(今河北保定)，身體和頭顱，也被黃帝分埋到兩個地方，以防他再作亂。
蚩尤戰敗，依附他的部落自然也就作鳥獸散。黃帝把戰俘分別處理：降服的，遷到“鄒屠之地”，也就是黃帝統治的山東一帶；凶惡的，流放到“有北之鄉”，也就是北方寒冷的不毛之地；聽話的，也重用他們。投降的蚩尤部落，黃帝用他們觀測天文，以利農時。
不久，天下又出現騷亂。黃帝知道蚩尤的聲威還在，於是畫了蚩尤的相到處懸掛。天下的人都以為蚩尤未死，隻是被黃帝降服，更多的部落都來歸附。後來，蚩尤被尊為戰神。
炎帝雖然被蚩尤打敗，實力尚存。他不滿黃帝成為天下共主，企圖奪回失去的地位，終於起兵反抗。炎、黃二帝發生火並，決戰在阪泉之野進行。經過三場惡戰，黃帝得勝。從此，黃帝天下共主的地位最終確立，號令天下，凡是不順從的部落，都以天子的身分去加以討伐。
在今陝西省的橋山、河南靈寶均有黃帝陵，相傳黃帝年老時鑄鼎乘龍升天，臣子放箭阻攔，龍被射傷，飛過橋國時降下休息，黃帝被橋國人拉下一隻靴子，埋葬於此。
每個民族都有自己的傳說時代，黃帝就是中國傳說時代的一位代表人物，人們在他的身上集中了古人的各種優點，諸多創造，他帶領中華文明從野蠻向文明發展，從而將他奉為人文始祖。根據《二十五史新篇》講，黃帝可能實有其人，是父係氏族時期中原地區的一位部落聯盟長。他通過戰爭，使中原各部落實現了聯合，並做了許多好事，因而在古人的口傳曆史中占有重要的位置。