軒轅的這一方，除了他自己的軍隊，還有原先炎帝的軍隊，各部落的軍隊也參加了，包括以熊、羆、貔、貅、貙、虎為圖騰的部落軍隊。而蚩尤動用了他的八十一個兄弟，以及各自手下的強兵。蚩尤的軍隊雖然善戰，但軒轅排開九宮之陣，各支以動物為圖騰的部落軍隊勇猛無比，蚩尤很快敗下陣來。
蚩尤見勢不妙，慌忙帶上殘兵敗將，落荒而逃。
軒轅不會輕易地讓蚩尤逃走，他馬上帶領部隊追趕上去。眼看著快要追上蚩尤了，突然天昏地暗，風雨雷電，沙飛石走，軒轅的軍隊因此受阻。原來，蚩尤請出了“風伯雨師”前來助戰。軒轅鎮定自如，在玄女族部落的支援下，很快驅散了風雨，天空重新恢複為晴空萬裏。在指南車的指引下，軒轅率軍隊乘勝追擊，而蚩尤和他的殘兵敗將們無處可逃。最後，軒轅殺死了蚩尤。
“是軒轅，他真的戰勝了蚩尤！”“涿鹿之戰”大勝之後，各部落無不興高采烈。
從此，四方部落都尊崇軒轅做“天子”，代替了神農氏。軒轅從此號稱“黃帝”，統一了整個中原地區。
黃帝統一中原之後，積極擴大自己的版圖。往東，他抵達了海濱，登上過丸山（今山東省臨朐（qú）縣境內）和泰山；往西，到達了位於今甘肅縣境內的崆（kōnɡ）峒（tónɡ）山和雞頭山，往南，他到過長江邊上，登上了位於今湖南省境內的熊山和湘山；往北，他進入過北方少數民族聚居的荒蠻之地。他還在釜山（在今河北省涿鹿縣境內）接受了各部落首領的朝拜，從此徹底樹立了領導整個華夏之地的威信。黃帝還委任一大批甘願為民造福的官員，甚至還要求民眾們對江湖山林的出產物都要按照時令收采，一切都要遵循天地四時等自然規律，使“天不異災，土無別害，水少波浪，山出珍寶”。黃帝的這些努力，不僅初步形成了中華民族的版圖，還有效地促進了生產。
黃帝居住在一座名叫“軒轅之丘”的小山旁，娶了西陵部落的女子為妻，她就是嫘（léi）祖。黃帝共有二十五個兒子，其中後來建立姓氏的有十四人。黃帝與嫘祖所生的兩個兒子叫青陽和昌意，他們的後代都分別掌控過整個華夏大地。黃帝逝世之後，安葬在橋山（今陝西省黃陵縣境內）。他的孫子、昌意的兒子高陽繼位，他即是帝顓（zhu？n）頊（xū）。
傳說在華夏大地上，最早稱霸四方的“三皇五帝”。這“三皇”往往指的是伏羲氏、神農氏和黃帝，而“五帝”則是指黃帝、顓頊、帝嚳（kù）、唐堯、虞舜。由此可見，黃帝不僅名列“三皇”，又位於“五帝”之首，他對中華民族早期的形成和發展，更是具有不可替代的地位。可以說，正是從以黃帝為代表的“三皇五帝”開始，華夏文明才真正拉開序幕。