八月，曹军进至离柳城不敷二百里时，乌桓才发明，因而蹋顿与袁尚、袁熙等人率数万马队迎击。二军相遇，时曹军辎重在后，“被甲者少，”而乌桓军军势甚盛。
建安十六年（211年），曹操开端对关顶用兵。三月，曹操遣司隶校尉钟繇率大将夏侯渊以讨伐汉中（治南郑，今陕西汉中东）张鲁为名进兵关中。
袁尚兵败后，逃奔幽州刺史袁熙，不久，袁尚、袁熙又逃奔三郡乌桓。同年，黑山军首级张燕带领其部众十余万人投降曹操。
汉末，辽西、辽东、右北平三郡乌桓连络，是为三郡乌桓，其首级为辽西部的蹋顿。三郡乌桓与袁氏干系一向很好，并多次扰乱边疆，掳掠人丁财物。
曹操提出不拘操行、唯才是举的用人目标，目标是尽量把人才采集到本身身边。
建安十一年（206年），曹操攻灭高干，安定并州。
曹操在击溃刘备后，乘势想一举蚕食江东，孙权、刘备两家在鲁肃和诸葛亮等人的尽力下，构成联盟，孙权命都督周瑜率军三万，与刘备的两万人马构成联军抵当曹操。
建安十年（205年）正月，曹操又以误期为名，攻灭袁谭，冀、青二州安定。因而，曹操上表让还兖州牧，改任冀州牧。
玄月，曹操雄师进至新野，刘琮觉得没法抵挡，举荆州之众投降曹操。
这时，有人劝曹操乘势进击公孙康，曹操说：“吾方使康斩送尚、熙首，不烦兵也。”遂率军还师。
七月，曹操率雄师亲征关中，大败关中联军，马超等因之欲割地乞降，曹操不允。
归程途中，据《曹瞒传》记录：“时寒且旱，二百里无复水，军又乏食，杀马数千匹觉得粮，凿地入三十馀丈乃得水。既还，科问前谏者，众莫知其故，大家皆惧。公皆厚赏之，曰：‘孤前行，乘危以徼幸，虽得之，天所佐也，故不成觉得常。诸君之谏，万安之计，是以相赏，后勿难言之。’”
七月，进军南征荆州刘表。
建安十二年（207年），曹操为了清除袁氏残存权势，也为了完整处理三郡乌桓入塞为害题目，决定远征乌桓。
孙权亲率军七万，前至濡须口抵抗曹军。二军相持月余，各无所获。曹操见孙权军容严整，本身难以取胜，遂撤兵北还。
曹操登高瞭望，见乌桓军虽多，但步地不整，遂命大将张辽为前锋，乘乌桓军阵稍动之机，向乌桓军策动猛攻。
不久，公孙康公然斩杀袁尚、袁熙，并将其首级献与曹操。诸将不明以是，曹操说：
周瑜用诈降之计，命大将黄盖率小战船十艘，上装柴草，灌以膏油，船头钉上大钉，遁辞投降，向北岸而进，至离曹营二里之处时，各船一齐燃烧，然后借助风势，直向曹军冲去，曹军大败，舟船被烧。
这时，官渡之战后投奔刘表的刘备屯驻于樊城（今湖北襄樊），传闻刘琮投降，便率军向江陵（今属湖北）撤退。
曹操率军从华容道（今湖北监利西北）陆路撤回江陵，撤兵北还。
十一月至易水，代郡乌丸行单于普富卢、上郡乌丸行单于那楼将其名王来贺。同年郭嘉因水土不平、气候卑劣、日夜急行劳累过分，在曹操北归前病逝。
“彼素畏尚等，吾急之则并力，缓之则自相图，其势然也。”
建安十七年（212年），汉献帝准予曹操“参拜不名、剑履上殿”，如汉丞相萧何故事。