鲁庄公十年（前684）初，急于争当霸主的齐桓公，率军攻鲁，企图将其置于自己控制之下。春秋初期，鲁和齐一样，都是东方的军事大国，总兵力高达战车千乘，士兵三万。但由于四个多月前，刚刚在乾时被齐军打得大败，连姬同本人所乘的戎路（指挥战车）也被齐军掳去，军力损失甚大，所以这时在力量对比上处于劣势。曹刿当时并未任官，听到动员备战的消息后，准备晋见姬同，陈述己见。乡邻亲友都认为没有必要，劝他说：国家大事，自有“食肉”的大夫们为君谋划，你不在职，何必参与进去！曹刿认为掌权的大夫们知识浅陋，缺乏远见，难当重任，所以仍然求见了姬同。他首先问姬同决定与齐交战的根据条件是什么？姬同以衣食不敢自专，必以分人；祭神不敢欺骗，必以诚心回答。曹刿认为这些无法使全体民众受益的小恩小惠，不可能激起民众为君死战的热情，不谎报祭祀礼品数字的小恩小惠，也难以感动上帝降福赐予力量。姬同又提出：自己对诉讼之类的事，虽无明察秋毫的能力，但总是根据具体情况，尽心慎重地处理，使其尽可能公平合理。曹刿说：国君心有臣民，肯尽心治理国务，即使才智不高，民众也会支持，肯于为君力战。这样就有条件与齐决战了。他请求跟随鲁军一起出战。姬同让曹刿与自己同车出发，迎战齐军于长勺。
再来看《左传》所记的长勺之战，战斗过程和曹刿所起的作用，就比较清楚了。当齐、鲁两军列阵完毕后，鲁庄公即按照一般作战惯例，准备击鼓下令，指挥鲁军前进接敌，为曹刿劝止。齐军两次击鼓前进，鲁军都采取守势，坚坐于原地不动。直到齐军第三次击鼓后开始向鲁军冲锋时，曹刿认为时机已到，才请鲁庄公击鼓下令，向齐军发起反击。经过短时间的交锋，齐军大败退走。
齐军开始后退时，鲁庄公就准备下令追击，曹刿认为不可轻率，下车认真观察了齐军后退的战车车轮痕迹，再登车站在车前的扶手横木上，望了齐军的旗帜，根据齐军“辙乱”、“旗靡”的情况，判断齐军确是真败无诈，才请鲁庄公下令实施战场外的追击，将齐军赶出国境。
鲁军虽然获得了胜利，但身为统帅、担任作战指挥的鲁庄公，并没有理解曹刿的作战指导，他问曹刿为何采用这种战术？曹刿解释说：“夫战，勇气也。一鼓作气，再而衰，三而竭。彼竭我盈，故克之。”又解释慎重追击的原因说：“夫大国，难测也。惧有伏焉。吾视其辙乱，望其旗靡，故逐之。”
