漢獻帝建安五年(公元200年)二月，袁紹任命沮授為監軍，統領10萬大軍，從邺城(今河南省安陽市北)出發，進攻許昌。袁紹則親率十餘萬冀州精兵到黃河北岸的黎陽(今河南省浚縣東北)，建立自己的指揮部。他派大将郭圖和顔良進攻和黎陽隔岸相對的白馬(今河南省滑縣東)。袁紹企圖引誘曹操離開官渡(今河南中牟縣東北)，然後一舉消滅曹軍。沮授向袁紹建議，顔将軍雖然勇猛，但驕傲自大，缺少智謀，不适合單獨統兵作戰。可袁紹固執己見，下令迅速渡河，打下白馬。

　　留守白馬的劉延聽說袁軍來進攻，急忙派人向曹操報告。而此刻，在許昌正展開一場是否抗袁的大辯論。名士孔融被袁紹的表面強大所迷惑，他認為：“袁紹轄地廣闊，擁兵數十萬，文有田豐、許攸這樣的謀上出謀，武有顔良、文醜這樣的勇将打仗，還有審配、逄紀這樣的忠臣效勞。與袁紹對抗，很難取勝。”許多人聽了，都情緒低落，隻有一個人挺身而出與孔融抗争，此人就是曹操的主要謀士荀彧。他說：“袁軍雖兵多，但法不嚴。而且田豐剛愎自用，無法與袁紹長期合作；許攸貪心太重，不能顧全大局；審配專斷，缺乏謀略；逄紀心兇狹小，又驕傲自大。這些謀士到一起怎麼能相容呢?至于顔良、文醜這類武将，皆有勇無謀，擒拿他們，對曹公來說，乃小事一樁。”荀彧這一番話，駁倒了孔融，也激勵了将士，增強了勝利的信心。曹操根據大家的建議，決定不和袁紹硬打硬拼，而采取聲東擊西、避實就虛的打法。曹操親率大軍西進延津(今河南省延津北)，以誘惑袁軍主力西移，從而麻痹在白馬的顔良。果不出曹操所料，袁紹立即命令黎陽的守軍趕在曹軍渡河之前到達延津渡口，準備同曹軍決戰。曹軍見袁紹中計，就悄悄率領輕騎，急奔白馬。而此刻圍攻白馬的顔良正一心想困死白馬城内的軍民，他做夢也沒想到曹軍會在一夜之間趕回東邊，同自己決戰，所以毫無迎戰準備。在倉促應戰中，顔良被一匹火紅快馬上的将軍劈下馬。袁軍失去主将，頓時亂了陣腳。劉延也從城裡殺出，同曹操的兵馬兩面夾擊，一舉擊潰了顔良、郭圖的隊伍。而那位殺顔良的将軍，正是要報答曹操厚恩的關羽。

　　袁紹得知白馬戰敗，又失掉愛将，十分氣惱，緊急命令：全軍渡河，西追曹操。沮授急忙勸阻袁紹：“将軍，目前大軍應該屯在河北岸，隻派一路軍隊攻打河南岸的官渡。如果攻打下了官渡，我們就有了立足之地，然後大軍方可過河。否則貿然渡河，萬一有了意外，就可能全軍覆滅!”袁紹根本就聽不進勸阻，決意渡河。

　　袁軍渡過黃河，抵達延津後，袁紹派大将文醜追擊曹操。因為文醜和顔良是好朋友，為了立功和替顔良報仇，他快馬追擊。

　　一路上，到處都是曹軍丢下的車輛物資，山坡上有許多無主的戰馬，袁軍毫不懷疑這是曹軍倉促逃命時丢棄的。于是文醜的部下便争先恐後地跳下馬，一窩蜂地去搶奪戰利品。其實，他們中了曹操的計謀。此刻，曹操正在山頭觀望呢!一見文醜的隊伍亂了陣，一聲令下，曹兵就從四面八方圍沖過來，見了袁軍就殺。文醜也同顔良一樣，還沒明白是哪兒來的神兵大将，腦袋就被劈了下來，袁軍全部潰散了。

　　白馬、延津與曹操的兩次交手，袁軍連連失利，但從總的力量來看，袁軍仍占優勢。袁紹堅決主張渡河同曹操的主力決戰，因為他自恃兵多，不顧沮授的再三勸阻，親率大軍渡過黃河，進駐陽武，又涉過蒗蕩渠，直逼官渡。官渡離許昌不到200裡，是南北交通的咽喉。如果失掉官渡，那麼許昌就失去了屏障。因此，曹操盡全力固守官渡，與袁紹相持不下。日子久了，袁紹感到軍糧供應困難，就想方設法盡早結束僵持局面。他命令士兵沿曹營陣地堆起土山，築起瞭望樓，讓弓箭手居高臨下，尋找機會向曹營射箭。曹軍死傷不少。不過，曹軍很快就有了對策，他們制造了可以抛發石塊的發石車，隻要扳搖車上的機關，就可以把大石塊遠遠抛出。發石車抛石時響聲如雷，俗稱“霹靂車”。袁軍的望樓被打得倒坍歪斜，士兵也頭破皿流、鬼哭狼嚎。袁紹又想起了挖地道滅公孫瓒的戰術，就命令士兵偷挖地道，直通曹營。曹操就在軍營前搶挖了一條很深的溝，蓄滿水，隻要袁紹的地道一挖到壕溝，水就灌入地道，這又破壞了袁紹的計謀。

　　盡管曹操打敗了袁紹的多次進攻，但時間一久，糧草供應越來越困難，簡直使曹操陷入一籌莫展的境地。曹操自知比起袁紹，他兵少糧缺，将士們東征西讨，南攻北伐也太疲勞了，恐怕支撐不了多久，便有意撤軍回許都。他寫信給荀彧，荀彧回信，借用了當初劉邦、項羽在荥陽、成臯相持的經驗，說明現在袁、曹兩軍，誰先退誰的氣勢就會受挫。荀彧還表示盡力籌措軍糧，支援官渡。曹操從荀彧那裡得到了信心，他一邊堅守官渡陣地，一邊派騎兵四處偵探，尋找出奇制勝的時機。

　　不久，徐晃的部将打聽到袁紹的大将韓猛從冀州運來軍糧數千車，支援袁紹駐兵，即将到達。曹操就派徐晃率騎兵突襲，韓猛毫無戒備，戰敗而逃，幾千車糧食全部被燒光。

　　時間一晃，袁、曹兩軍官渡之戰已僵持半年之久。曹操急于速戰速決，他絞盡腦汁籌劃計謀。突有衛兵來報，從袁軍那邊跑來一個名叫許攸的官員，說有急事求見。許攸是曹操過去的朋友，曹操像對老朋友一樣接待了他。許攸是因為在袁紹那裡受了委屈，來投奔曹操的。原來，在袁紹轟走沮授後，許攸向他獻計說：“曹軍兵少，主力又在官渡與我軍相持半年之久了，想必都城許昌一定空虛。請将軍派一支輕騎兵，趕往許都，一定會毫不費力地得到許昌。”可袁紹卻拍着桌案上的文書，瞪着眼睛，對許攸說：“郵城來報告說你的家屬犯了法，已被審配逮捕入獄。你連家屬都管不好，怎麼還敢在我面前出主意呢?”許攸又氣又羞，無意留在袁營，連夜投奔曹操。曹操聽完，笑着說：“你來到我這兒，大事已經成功了!”許攸向他一一介紹烏巢的糧情和兵情，而且建議曹操派兵去襲擊烏巢。他說：“袁紹派在烏巢看守糧倉的淳于瓊是個驕傲自大、喜歡飲酒、警惕性特差的人。隻要燒了烏巢的糧草，不出三天，袁軍就會不戰而亂，您就會結束官渡的相持局面，大獲全勝了!”于是曹操就召集謀士們商量襲擊烏巢的方案。

　　經過周密策劃後，一天夜裡，曹操派曹洪等将軍守營，以防袁軍前來偷襲。自己和張遼、于禁、徐晃等，精選5000名步騎兵，打上袁軍的旗号，悄悄離開了官渡，向烏巢進發。途中碰上袁軍哨兵，張遼騙他們說：“我們是蔣奇的人馬，是袁将軍派來加強烏巢守備的。”而且不等袁軍哨軍靠近，張遼就走近一步，壓低了聲音，裝出神秘的樣子，說：“袁将軍聽說曹操要來偷襲烏巢，就派我們趕來增援。”袁軍哨兵一見旗上鬥大的“袁”字，而且因烏巢就在袁軍大營之後，怎麼也不會有敵人來，便不再懷疑，放他們過去了。黎明以前，曹軍抵達了烏巢。而此刻夜夜飲酒的淳于瓊睡得正香，袁軍還來不及穿衣，曹軍就沖了進來。霎時間，糧囤到處起火，濃煙滾滾，直沖雲霄，淳于瓊也被曹操大将樂進一刀給收拾了，不久戰鬥就結束了。

　　烏巢這邊火光沖天，不遠處的袁營看得真切。大将張郃勸袁紹立即援助淳于瓊，同時切斷曹軍退路，而袁紹在關鍵時刻一錯再錯，聽信讒言，置烏巢于不顧，讓張郃、高覽二将前去襲擊曹軍大營。張郃苦苦勸說：“曹操很會用兵。他既然派精兵去偷襲烏巢，那麼官渡的守備也一定不會放松，還是先去援助淳于瓊吧!”袁紹仍執迷不悟，張郃、高覽隻好勉強帶兵出發。袁軍進攻官渡，遭到曹洪守軍的堅決抵抗，背後又受到從烏巢回師官渡的曹軍的猛烈攻擊。張郃腹背受敵，抵擋不住，加之不滿袁紹的虛僞奸詐，就和高覽一起投降了曹操。

　　烏巢糧草被燒，張、高二将投降，袁軍果然不戰自亂，曹軍乘勝全軍出擊，袁紹還沒來得及穿上盔甲，隻穿着便服，紮着頭巾，帶着800名騎兵倉皇逃過了黃河。這些殘兵敗将們再也無法恢複原來的勢力，從此便沒有聲息了。

　　這次官渡之戰，曹操用極少的兵力戰勝了擁兵數十萬的袁紹，以弱小的力量戰勝了強大的勢力。曹軍勢力大增，乘勝追擊，繼續向袁紹占領的地區進軍，不久就統一了北方，為以後出現三國鼎立的局面奠定了基礎。