刘表、刘备军：根据史书记载：比较明确：刘琮投降曹操的军队为7万多人，刘琦在夏口的军队有1万人，刘备的部队有1万多人，合计9万多人。
由于刘表集团处于长江、汉水一带，其水军是主力，但水军在其总兵力中占多大比重，没有任何史料可以说明（估计50%左右）。另外，刘备向夏口撤退时在当阳被曹军击溃，估计损失了数千人，因此在战役开始时，刘氏军队仅有1.5万人左右（位于夏口一带）。
孙权军：历史记载也比较明确：孙权派给周瑜的部队为3万人用于同曹军直接作战。
当时孙权的总兵力估计为7~8万，但由于部队均分散在各地驻守和平定各郡的叛乱，一时很难抽调，加上防御曹军在东线进行的三路牵制性进攻，也需要1万多部队。另外估计孙权自己还带领着2万人左右的战略预备队，位于周瑜的后方（柴桑）。
曹操军：历史上对曹军兵力的说法最为混乱：
1. 根据曹操给孙权的劝降书，说是“今治水军80万众（现在我已经训练了水陆大军80万人），方与将军会猎于吴”，由此衍生出了曹军83万的说法。但是此说法是完全不正确的：第一，它是曹操吓唬孙权的书面文章，希望孙权不敢抵抗而投降；第二，曹操当时占据的北方总共才有300多万的人口，减去50%的妇女，再减去50%的老幼病残，实际能够当兵打仗的人大约只有70~80万，还有各州郡县的官吏，发展生产的人力等，曹操能有35万军队就是极限了。注意这里吹牛所说80万众，是指曹操的全部军队，而不是开到荆州的部队。
2. 根据《资治通鉴》的记载，周瑜向孙权汇报的曹军实力为：“诸人徒见操书言水步八十万而各恐慑，不复料其虚实，便开此议，甚无谓也。今以实校之：彼所将中国人不过十五六万，且已久疲；所得表众亦极七八万耳，尚怀狐疑。”——曹操的全部中原部队不过15~16万人，新收降的刘表军顶多7~8万。所以曹操全国的军队合计23万多人。我认为此数字是比较准确的：第一，这是孙权内部两位最高军事领导人在讨论局势，应当是站在最客观的立场进行的；第二，当时孙权并不想投降，周瑜没有必要缩小曹军实力欺骗孙权；第三，以周瑜一贯对孙权的忠心，应相信其是将真实情况向孙权交底；第四，与当时的各集团实力对比相符合。即使曹军只有16万也是当时全国最大的军事集团。所以曹操带到荆州的中原部队大概有8~9万人。
3. 上述周瑜的谈话，有关史书上均认为周瑜指的是曹操用来进攻荆州刘表的中原部队为15~16万，这样一来，曹操的总兵力可能将达到30万左右。但是经过仔细分析此段话的前因后果、曹操的性格、用兵习惯和基于一般的军事常识，本文认为这种理解是不正确的。（详细分析参见注1）。
比较以上三种说法可以得出第二种说法是最符合当时的情况的。所以正确的数字是：曹操当时的总兵力为23万多人，其亲自率领到荆州的中原部队为8~9万人，荆州投降军7万人。
