袁绍看到刘备兵败后，才感到曹操是个强大的敌人，决心进攻许都。
200年，袁绍调集了十万精兵，派沮授为监军，从邺城（冀州的治所，在今河北临漳西南）出发，进兵黎阳（今河南浚县）。他先派大将颜良渡过黄河，进攻白马（今河南滑县）。
曹操采纳苟攸的意见，把一部分人马带到延津（今河南延津西北）一带假装渡河，吸引袁军主力。然后派出一支轻骑兵突袭白马。袁绍听说曹操要在延津渡河，果然派大军来堵截。哪儿知道曹操已经亲自带领一支轻骑兵袭击白马去了。包围白马的袁军大将颜良被打个措手不及。颜良死在乱军之中，他的部下全都溃散了，白马之围也解除了。
袁绍得知曹操救了白马，气得哇哇大叫。下令全军渡河追击曹军，并且派大将文丑率领五六千骑兵打先锋。
文丑的骑兵赶到南坡，看见曹兵的武器、盔甲丢得满地都是，认为曹军已经逃远了，叫兵士收拾那丢在地上的武器。早已埋伏好的六百名曹兵一齐冲杀出来。袁军一下被杀得七零八落。文丑也糊里糊涂地丢了脑袋。
一连打了两场败仗，损失了手下的颜良、文丑两员大将的袁绍哪肯就此罢休，他带领10万大军，猛追曹操。一直追到官渡，才扎下营寨。曹操的人马也在官渡布置好阵势。
双方在官渡相持了一个多月，曹军粮食越来越少，兵士也疲惫不堪，眼看就要坚持不下去了。袁绍的谋士许攸根据曹操缺粮的情况，向袁绍献计，劝袁绍派出一小支人马，绕过官渡，偷袭许都。袁绍很冷淡地拒绝了他的建议。
许攸在袁绍手下郁郁不得志，想起曹操是他的老朋友，就连夜投奔了曹操。
曹操在大营里刚脱下靴子，正想入睡，听说许攸来投奔他，高兴得顾不上穿靴子，光着脚板跑出来迎接许攸。他一见许攸的面便说：“您来了，真是太好了！我的大事有希望了。”
许攸说：“我知道您的情况很危急，特地来给您透露个消息。现在袁绍有一万多车粮食、军械，全都在乌巢放着。那里的守将是淳于琼，他的防备很松。您只要带一支轻骑兵去袭击，把他的粮草全部烧光，三天之内，袁兵就会不战自败。”
曹操得到这个重要情报后，立刻布置好官渡大营防守，自己带领五千骑兵，连夜向乌巢进发。他们打着袁军的旗号，对沿路遇到袁军的岗哨说，他们是袁绍派去增援乌巢的。
曹军顺利地到了乌巢，放起一把火，把一万车粮食，烧了个一干二净。乌巢的守将淳于琼匆忙应战，也被曹军杀了。
正在官渡的袁军将士听说乌巢的粮草被烧光，都惊慌失措。袁绍手下的两员大将张邰、高览也带兵投降了曹操。曹军乘势猛攻，袁军顿时一败涂地。袁绍和他的儿子袁谭如丧家之犬，向北逃走，身边只剩下八百多骑兵。
经过这场大战，袁绍的主力损失殆尽。袁绍也在两年后病死了。尔后，曹操又花了七年的时间，消灭了袁绍的残余势力，统一了北方。