孙权赏赐的书籍一一陈列，又请了一位饱学之士为自己讲解疑难。每日清晨，天还未亮，吕蒙便已起身，在帐中点燃油灯，开始诵读《左传》。
起初，吕蒙读书十分吃力，许多字不认识，典故也不理解，常常读了半天仍不知所云。他并不气馁，遇到不认识的字，便记下来，待先生前来时请教；遇到不懂的典故，便反复研读上下文，结合史书背景加以揣摩。有时读到精彩之处，如《左传》中城濮之战的谋略、《孙子兵法》中的“知己知彼，百战不殆”，他便忍不住拍案叫好，与先生探讨其中的用兵之道。
夜晚，军营中士卒都已睡去，吕蒙的军帐却仍亮着灯。他常常读书至深夜，实在困倦了，便用冷水洗脸提神，继续研读。左右劝他：“将军每日处理军务已十分劳累，何必如此辛苦读书？”吕蒙却道：“昔日主公说汉光武帝戎马倥偬仍手不释卷，我这点辛苦又算得了什么？若不能学有所成，岂不是辜负了主公的期望？”
日复一日，吕蒙的读书量越来越大，知识也越来越渊博。他不仅读史书、兵法，还涉猎诸子百家的着作。一年多后，当孙权再次召见吕蒙时，见他言谈间引经据典，对天下大势的分析头头是道，不禁惊叹：“子明读书，竟有如此大的长进！”
建安十五年（210年），周瑜病逝，鲁肃接替周瑜担任都督，镇守陆口，与荆州的关羽为邻。鲁肃素来知晓吕蒙是行伍出身，未曾读过多少书，心中对他颇有轻视之意。某次，鲁肃途经寻阳，按礼节应去拜访吕蒙，却有些不情愿，身边谋士劝道：“吕将军如今深得主公器重，又潜心读书，将军不可再以旧眼光看待，还是去拜访一下为好。”鲁肃无奈，只得前往吕蒙营中。
吕蒙见鲁肃前来，十分热情，设宴款待。酒过三巡，吕蒙突然问道：“子敬兄如今镇守陆口，与关羽为邻，关羽为人骁勇，又占据荆州，兄可有应对之策，以防不测？”鲁肃本以为吕蒙只是随口问问，便漫不经心地答道：“届时随机应变便是。”
吕蒙闻言，神色一正，道：“如今吴蜀虽结盟抗曹，但关羽实为熊虎之将，野心勃勃，岂可不预先谋划？若等到事发再想对策，恐为时已晚。”说罢，他从怀中取出一卷竹简，铺在案上，为鲁肃详细分析了荆州的地理形势、关羽的兵力部署，又一一列出五条应对之策，包括如何安抚荆州百姓、如何防范关羽突袭、如何与蜀汉保持外交联系等，条分缕析，句句切中要害。
鲁肃听着听着，不禁惊得目瞪口呆，手中的酒杯哐当一声坠落在地。他连忙起身，越过案几，走到吕蒙身边，伸手拍着他的后背，感慨道：“子明啊子明，我真没想到，你的才略竟已达到如此境界！昔日的吴下阿蒙，如今已非复吴下阿蒙矣！”
吕蒙闻言，微微一笑：“士别三日，当刮目相待。子敬兄何见事之晚乎？”自此，鲁肃对吕蒙彻底改观，二人结为好友，常常一起商议军国大事。鲁肃还多次向孙权举荐吕蒙，称其“有国士之才，可堪大用”，孙权对吕蒙更加信任，逐渐将更多的兵权交给他。
建安十七年（212年），曹操平定关中后，率领大军南下，意图攻打江东。次年正月，曹军抵达濡须口（今安徽无为东南），号称四十万大军，营寨连绵数十里，声势浩大。濡须口是长江的重要渡口，若被曹军攻克，江东腹地便无险可守，孙权见状