曹操早就看出，将来与他争雄天下的必是刘备。所以，他的势力强大起来以后，便想先灭刘备。
公元200年，曹操决定亲自率兵攻打刘备。此时，袁绍已经兼并了幽州，拥有几十万大军，并扬言要进攻许都。曹操的将领都劝他：“与您争天下的主要是袁绍。现在袁绍正想打过来，您却要去打刘备，万一袁绍从背后乘虚而入，怎么办？”
曹操说：“刘备乃人中之杰，今不除之，必为后患。”
谋士郭嘉附和说：“袁绍生性迟疑，即便来攻，也不会迅速。刘备起兵不久，民心未附，力量不大，马上攻击，刘备必败。”
曹操率军进攻刘备，攻破徐州，获其妻子；进而占领下邳，擒住关羽；本来就力量弱小的刘备元气大伤。
这时，袁绍才意识到曹操是个强大的敌手，决心进攻许都。200年2月，袁绍的十万精兵到达黎阳。他先派大将颜良渡过黄河，进攻白马。
此时，曹操早已回师官渡。听说白马被困，意欲亲去救援。谋土荀攸说：“现在敌众我少，不能硬拼。莫如派支人马西去，假装在延津一带渡河，把袁军主力吸引过去。我们乘机派出轻骑到白马，打他个措手不及。”曹操依计，决定声东击西。
袁绍果然中计，派出大军去延津。岂料，曹操已率军急赴白马。未行十余里，便与颜良相遇。颜良大惊失色，匆忙迎战。曹操命令张辽、关羽先攻颜良。关羽一眼望见了颜良的麾盖，策马疾飞，直逼麾下，刺杀颜良于万众之中。袁军群龙无首，溃不成军，白马之围迅速被解。
袁绍怒气冲天地下令全军渡河追击曹军，命大将文丑率五千轻骑为先锋。
这时，曹操已率兵马向官渡撤退。至延津南坡，曹操下令一部分骑兵解鞍放马，不多时，白马乱奔，器械满地。诸将见状，以为追击的袁军骑兵多，便建议撤回去死守营盘。荀攸说：“这是将军的诱敌之计，怎能谈得上撤退呢？”曹操微微一笑，令六百名骑兵埋伏在延津南坡。
不多时，文丑率骑兵追了上来，一见满路是白马和武器，认为曹军已经逃遁，便叫士兵收拾地上的武器。曹操说：“可以出击了！”六百名伏兵飞身上马，势如破竹般冲向袁军。袁军猝不及防，一触即溃，先锋官文丑也成了刀下之鬼。
袁军损兵折将，士气一落千丈。但是，袁绍不肯就此罢休，根本不听谋臣所劝，执意追击曹操。他命令将士继续进军，一直追到官渡，才安营扎寨。曹操的人马早已回到官渡，布好阵势，坚守营垒。袁绍命令士兵在曹营外面堆起土山，垒起高台，让弓箭手在高台上居高临下向曹营射箭。曹营官兵只好用盾牌遮住身子在营中走动。
这样被动挨打，曹操甚感忧虑，召集谋士商议对策，设计出一种霹雳车。这种车上装有机钮，扳动机钮，十几斤重的石头就可飞出三百余步。如此一来，袁军的高台被击垮，许多士兵被打得头破血流。
袁绍又叫士兵在夜里偷偷地挖地道，打算通过地道偷袭曹营。曹操发觉了袁军的行动，命令士兵在兵营前挖了一道深深的长堑，切断了地道的出口。袁绍的偷袭计划又失败了。
曹操守营不战，袁绍无计可施，两军只好对峙以待。
日子一久，曹军的粮食越来越少，而袁军的粮食却从后方源源运来。袁绍派大将淳于琼率军万余押运军粮，并把大批军粮囤积在离官渡40里的乌巢。这时，谋士许攸给袁绍献计，让他趁许都空虚，派出一支人马绕过官渡，偷袭许都。袁绍不听，固执地说：“我要先消灭曹操！”
偏巧，许攸家里有人犯法已被收监。许攸得此音信，登时大怒，投奔了曹操。曹操刚脱靴子想睡，听说许攸来到，高兴得来不及穿靴子，光脚跑出来，拍手欢迎，笑着说：“你这一来，我的大事就有希望了。”
许攸坐下来说：“袁绍来势很凶，您打算如何对待？现在粮食尚有多少？”
曹操说：“足可支持一年。”
许攸说：“不对，重新说吧。”
曹操改口说：“怎么也能支持半年。”
许攸说：“您难道不想打败袁绍吗？为什么不跟我说实话呢？”
曹操笑笑说：“我不过是句笑谈而已。其实，粮食也只能维持一个月了。”
许攸说：“我知道您的情况很危险，特地来给您报个信。现在袁绍有一万多车粮食、军械，全部囤积在乌巢，守军防备不严。您只要派出一支轻骑偷袭，把粮草全部烧光，不出三日，袁军不战自败。”
曹操甚喜，并且立即行动。留下曹洪、苟攸守城，自己亲率步骑兵五千余人，打着袁军的旗帜，连夜向乌巢进发。沿途每遇袁军查问，使说是奉袁绍之命增援乌巢的，对方皆信而无疑。曹军到了乌巢，围住粮囤，四面放火，把一万车粮草烧得一干二净。守将淳于琼被杀。
正在官渡的将士一听，尽皆惊惶失措。两员大将张合阝与高览见袁绍大势已去，急忙率部投降。
曹操趁势率军猛攻，袁军四下溃逃。袁绍与其子袁谭逃走时，连盔甲都未及穿戴，身边只剩下八百轻骑。
官渡一战，袁绍主力被歼。论实力，袁绍占据优势；然而，他败了，败得很惨。因素诸多，主要一点：智谋远远不及曹操。