首先说一下，关羽、张飞联手战吕布是《三国演义》中的情节，因此这个问题要从演义的角度回答。而在演义中，关羽和张飞只是无法在短时间内击败吕布而已。
《三国演义》第五回中写到，十八路诸侯讨董卓的虎牢关之战时，吕布先是在虎牢关下连败联军数将，接着猛将张飞出马和他大战五十几个回合，也是杀了一个不分胜负。随后关羽上去助战，和张飞一起夹攻吕布，打了三十个回合依然无法击败吕布。最后刘备也来帮忙，兄弟三人一起围攻吕布，才将他击败。
（张）飞抖擞精神，酣战吕布。连斗五十余合，不分胜负。云长见了，把马一拍，舞八十二斤青龙偃月刀，来夹攻吕布。三匹马丁字儿厮杀。战到三十合，战不倒吕布。刘玄德掣双股剑，骤黄鬃马，刺斜里也来助战。这三个围住吕布。转灯儿般厮杀。吕布架隔遮拦不定，看着玄德面上，虚刺一戟，玄德急闪。吕布荡开阵角，倒拖画戟，飞马便回。
按照这个描述，看上去似乎刘备加入战团以后，吕布才不敌败走，因此很多人都认为没有刘备助力，那么关张二将无法击败吕布，这个看法其实并不准确。
前面提到，张飞和吕布单挑的时候战了五十几个回合以后还是平手，显然张飞和吕布武艺差距不大，基本属于同一个档次，这一点也可以从后来吕布夜袭徐州之战得到证明。吕布在兖州被曹操击败以后，去徐州投奔了刘备，刘备将他安置在了小沛。后来刘备率军出征，和袁术大军在盱眙交战时，吕布勾结曹豹偷袭徐州，张飞得到消息，匆忙披挂上马时，吕布已经杀到了府门口。张飞醉酒未醒，状态不佳，不敢和吕布力战。而吕布也知道张飞骁勇，同样不敢进逼，任由张飞突围走了。在这之前，两人只有在虎牢关下打过一次，要是他们武艺差距很大，吕布不会这么忌惮张飞。
而关羽的武艺和张飞相当，而且曹操东征吕布的萧关之战中，吕布败逃路上也曾经和关羽战过一场，两人杀了一个难分胜负，最后因为张飞赶来，吕布不敢恋战主动退走，战斗才告结束。这一战吕布虽然先和曹军战了一夜，体力有所损耗，但是总体来说，他和关羽的武艺应该也差不多。
而且《三国演义》中刘备的武艺只能算一般，遇到稍微像样一点的对手都只有逃命的份。比如说穰山之战刘备带着残兵逃跑时，遇到张郃、高览前后堵截，就急得差点自杀，根本不敢上前厮杀。还有雒城之战遇到张任，刘备也是抵挡不住，落荒而逃。张郃、高览、张任都算不上是顶尖高手，刘备尚且打不过，那么他的武艺最多也就是二三流的水平，对上吕布、关羽、张飞中的任意一个都远非敌手，能撑三五个回合就已经很不错了。很明显，他在虎牢关之战中能发挥的作用非常有限，基本可以忽略不计。
所以在虎牢关之战时，真正击败吕布的，是关羽和张飞两个人。只是演义中即使武艺相差一个层次，也要在三五十个回合以后才能分出胜负。吕布的武艺也非常了得，关张二人自然无法短时间内将他击败，这才会出现战了三十个回合以后，双方还是未能分出胜负的情况。最后吕布失败不是因为刘备上去帮忙，而是他只能在关羽、张飞夹攻下坚持那么点时间。就算刘备不上去，吕布再打同样的时间还是要败的。
