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沿途护送，夜宿于离袁绍大营四十里的乌巢。
这时袁绍谋士许攸因向袁绍献偷袭许都之计不成，且在河北的家眷犯法被抓，心生悔恨，而来投曹操，献计让曹操偷袭乌巢。
曹操大喜，跣足出迎，之后亲率精锐步骑五千人，军队人衔枚，马勒口，换袁军军装乘夜从小路偷袭乌巢。
曹操军至乌巢，命四面放火，袁军大乱，淳于琼拒营死守。
袁绍闻知，急忙派兵救援，曹操左右见贼骑稍近，请分兵拒之。
随后大怒说，贼在背后乃白，士卒都拼死力战，因此大破袁军，斩淳于琼等，尽燔其粮草。
袁绍听说曹操袭击乌巢时，因此少量援兵救援乌巢，而以重兵围攻曹军营地。
由于曹军营地营垒坚固，乌巢先被攻破，袁军张郃、高览等人率部投曹，袁军溃散。
袁绍弃军逃回黄河以北，曹军大获全胜，斩首七万余级，尽获袁军辎重图书珍宝。
曹操清点袁绍书信，得到自己部下勾结袁绍的信，尽烧之，说当绍之强，孤犹不能自保，而况众人乎！
客观条件上来说，曹操处于劣势，但由于他能正确分析客观条件，善于听取别人的正确意见，所以能扬长避短。
采用正确的战略战术，使战争向有利于自己的方面转化，经过自己主观上的努力，终于赢得了胜利。
官渡之战曹操击溃了最大的敌人袁绍，由他统一北方已是大势所趋。
官渡之战同时也是蓝星古代战争史上以少胜多、以弱胜强的著名战例。
时至建安七年袁绍病死，袁绍的两个儿子袁谭、袁尚不和，发生火拼。
袁谭不敌袁尚，直接向曹操乞降。
建安九年二月，曹操乘袁尚出兵攻打袁谭之机，进军围攻邺城。
袁尚率军回救，依滏水为营，曹操进军将其营寨包围，袁尚害怕请求投降，曹操不许。
袁尚乘夜逃跑，袁军溃散，他逃奔中山。
曹操命人拿着缴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。
从这一年起，曹操把自己的据点北迁到了冀州邺城，政令军队此后皆从此出，而汉献帝的都城许县则只留些许官吏。
建安十年正月，曹操又以负约为名，攻灭袁谭，冀、青二州平定。
于是，曹操上表让还兖州牧，改任冀州牧。