仲春，袁绍大将颜良等人围攻白马，拉开了大战的序幕。四月，曹操亲身率兵北上解白马之围，他采取谋士荀攸之计，先进军延津（今延津北一带），做出要渡河攻击袁军的态势，吸引袁军分兵西向，然后俄然转向敏捷赶往白马。
而当袁绍传闻曹操攻击乌巢时，以为这恰是攻破曹操大营的好机遇，是以派去的援兵很少，而以重兵围攻曹操大营。
曹操大喜，跣足出迎，以后亲率精锐步骑五千人，军队人衔枚，马勒口，换袁军戎服乘夜从巷子偷袭乌巢。曹操军至乌巢，命四周放火，袁军大乱，淳于琼拒营死守。
建安七年（202年），袁绍病死，袁绍的两个儿子袁谭、袁尚反面，产生火拼。袁谭不敌袁尚，向曹操乞降。
曹操带领独一的马队俄然杀出，大破追兵，阵斩文丑，袁军大震。曹操初战得胜，主动撤兵，持续扼守官渡。
裴松之以为此数不精确，曹操的兵力不会如此之少，但曹操兵力远逊于袁绍倒是毫无疑问的。
士卒都搏命力战，是以大破袁军，斩淳于琼等，尽燔其粮草。
两军一攻一守，相持近二个月，久战之下，曹操处境极其困难。十月，袁绍从河北运来粮草万余车，派大将淳于琼等带万余人看管，屯于离袁绍大营四十里的乌巢。
建安九年（204年）仲春，曹操乘袁尚出兵攻打袁谭之机，进军围攻邺城（今河北邯郸临漳西一带）。袁尚率军回救，依滏水（今滏阳河）为营，曹操进军将其营寨包抄。
曹操大怒说：“贼在背后，乃白！”
建安五年（200年）正月，董承等人谋诛曹操事泄，被曹操杀掉。刘备遂袭杀徐州刺史车胄，占有徐州。曹操为了免于将来同袁绍作战时前后受敌，决定先毁灭在徐州安身未稳的刘备。
官渡之战，曹操击溃了最大的仇敌袁绍，由他同一北方已是局势所趋。官渡之战也是中国战役史上以少胜多、以弱胜强的闻名战例。
客观前提上，曹操处于优势，但因为他能精确阐发客观前提，长于听取别人的精确定见，以是能扬长避短，采取精确的计谋战术，使战役向无益于本身的方面转化，颠末本身主观上的尽力，终究博得了胜利。
袁尚惊骇，要求投降，曹操不准。袁尚乘夜逃窜，袁军崩溃，袁尚逃奔中山（今河北定县）。曹操命人拿着缉获袁尚的印绶节钺招降邺城守军，城中斗志崩溃，邺城遂被曹操攻破。