见晋国出兵替宋国解围，楚成王便命楚将子玉率军撤出宋国。可子玉违令，继续北上攻打晋军。为了兑现晋文公当年流亡楚国时对楚成王许下的诺言，晋军“退避三舍”，在城濮驻扎下来。晋文公此举，不但避免了与来势凶猛的楚军立即决战，也滋长了楚将子玉的骄盈之气。楚军见晋军撤退，便紧追不舍。而晋军则边退边观察地形，见自己的供给路线已大大缩短，占得先机，决定出兵迎战。

公元前632年，晋、齐、秦、宋组成四国联军，与楚、陈、蔡、郑、许组成的五国联军在城濮列阵交战。晋军下令先攻打敌军右翼的陈、蔡两军，然后又假装不敌向后撤退。楚军孤军深入，遭到晋军全力围剿，楚军大败，子玉狼狈而逃，途中因愧疚自刎身亡。此战后，楚国很长时间都不敢再侵扰中原。

晋、楚城濮一役，晋军大获全胜。后来，晋文公将战场上缴获的战车、士兵送给了周王。周王大喜，赏给了晋文公美酒、宝玉等物，另外还赏赐了红色弓箭和黑色弓箭，以示晋国将拥有自由征伐各国的权力。公元前632年，晋文公在践土会盟诸侯，周王室派遣王子虎前来参加，还册封晋文公为“侯伯”，其霸主地位正式确立。公元前632年冬天，晋文公在晋国的河阳再度召开盟会，此次连周襄王都应邀到会，晋文公此时的威望已远远超过了当年的齐桓公。

公元前628年冬天，执政九年的晋文公离世后，公子欢登基为王，史称“晋襄公”。在此后的一百多年内，一直无人敢与强大的晋国争夺霸主地位。