陆上激战的同时，水战也在激烈进行中，孙策水军顺风放火，弓箭手万箭齐发，箭像下雨一样射向黄祖水军。战斗从早上打到下午，黄祖军终于崩溃了，全军溃散。
黄祖的先锋军，刘表的侄子刘虎与大将韩晞以及所部五千人，全军覆没。黄祖主力也折损一万多人，被逼跳水淹死的也有上万，大小战船损失六千余艘，至于其他损失无法估计。
沙羡之战，孙策大获全胜，黄祖军经此一役元气大伤，只好固守待援，孙策并未立即进攻江夏，黄祖这才得以苟延残喘数年。
孙策不乘胜追击，不是他想放黄祖一马，而是有更重要的事要办，孙策虽占据江东大部，但豫章尚未攻取，就是已经占领的地区，也有许多反对势力伺机蠢蠢欲动，也就是说，孙策的后方并不稳固，他需要时间消化巩固占领区，一时尚无精力攻略荆州。
如果此时孙策率主力深入荆州，那么自己很可能会变成第二个刘勳，江东潜藏的反对势力决不会放过卷土重来的机会，报仇当然重要，但先保住现有地盘更重要。
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