袁绍起初得知曹操去攻打淳于琼时，还自信满满地对长子袁谭：“就算他去攻打淳于琼等人，我只要攻下他的大营，他就无处可归了！”于是，袁绍派张合、高览前去攻打曹洪。然而，张合、高览听闻淳于琼战败的消息后，深知大势已去，便阵前倒戈，向曹操投降。袁绍的军队见此情形，顿时军心大乱，全线溃败。袁绍和袁谭惊慌失措，弃军而逃，一路渡过黄河。曹操率军追击，但终究没能追上。不过，曹军缴获了袁绍大量的辎重、图书、珍宝，还俘虏了众多袁军士兵。
据《献帝起居注》记载，曹操向朝廷上奏：“大将军邺侯袁绍，之前与冀州牧韩馥谋划拥立已故大司马刘虞，还刻制金玺，派原任长毕瑜前往刘虞处，宣扬所谓的命符录。袁绍还曾给我写信：‘可以把都城定在鄄城，到时候应当有所拥立。’他擅自铸造金银印玺，各地的孝廉、计吏都前往投奔他。他的堂弟济阴太守袁叙在给袁绍的信中：‘如今下大乱，意显然在我们袁家，神灵已经有了征兆，应当落在您兄长身上。南方的臣下想要拥立您兄长即位，您兄长，论年龄，北方的兄长更大，论地位，北方的兄长更重要。本打算送去玉玺，却被曹操阻断晾路。’袁绍宗族世代蒙受国家的重恩，却做出如此凶逆无道的事。我于是整军备战，与他在官渡交战。凭借着圣朝的威严，我军斩杀了袁绍大将淳于琼等八人，大败袁军。袁绍和他的儿子袁谭只能轻装逃走。此次战役，我军共斩首七万多级，缴获的辎重财物更是不计其数。”
曹操在缴获的袁绍信件中，发现了许多许都和自己军中的人暗中与袁绍勾结的信件。曹操并未追究这些人，而是将信件全部烧毁。《魏氏春秋》记载，曹操：“当袁绍强盛之时，我自己都难以自保，更何况其他人呢！”经此一役，冀州的许多郡县纷纷举城投降曹操。
想当初，汉桓帝在位的时候，在楚、宋两国的分野之处，有一颗黄星闪耀出现。辽东有个叫殷馗（“馗”，就是古字“逵”，在《三苍》中可查）的人，此人精通文之术。他曾预言，此后五十年，会有真命子在梁、沛之间崛起，其锋芒无人能挡。时光悠悠流转，到如今刚好过去了五十年，曹操在官渡大破袁绍，一时间，下再没有能与他抗衡的人，仿佛真应帘年殷馗的预言。
建安六年夏四月，曹操在黄河之畔整军扬威，向袁绍驻扎在仓亭的军队发起进攻。曹军士气高昂，攻势凌厉，一举击破袁军。袁绍吃了败仗，狼狈退回，却并未就此一蹶不振。他重新收拢那些离散的士兵，又去攻打平定那些背叛他的郡县，试图重振旗鼓。
同年九月，曹操班师回朝，回到许都。在袁绍还未被打败的时候，他曾派遣刘备去攻略汝南。汝南当地的贼寇共都等人纷纷响应刘备，一时间声势浩大。曹操派蔡扬前去攻打共都，然而战事不顺，蔡扬反被共都击败。曹操得知后，决定亲自率军南征刘备。刘备听曹操亲自前来，心中大惊失色，不敢应战，赶忙逃往刘表处寻求庇护。共都等人见刘备已逃，顿时树倒猢狲散，各自散去。
建安七年春正月，曹操率领军队来到谯县。看着这片曾经熟悉的故土，如今却因战乱变得满目疮痍，曹操心中感慨万千，他下令道：“我兴起义兵，本意是为下百姓铲除暴乱。可如今，故乡的百姓大多在战乱中死去，我在城中整日行走，却几乎遇不到一个相识之人，心中满是凄凉悲怆。自起义兵以来，那些为国家奋战而断绝后嗣的将士们，我要寻找他们的亲戚，让这些亲戚作为他们的后嗣，赐予他们土地和耕田的牛，还要为他们安排学师进行教导。为那些还在世的将士建立宗庙，让他们能够祭祀自己的先人。若是逝者的灵魂有知，我百年之后也就没有什么遗憾了！”之后，曹操率军来到浚仪，组织人手治理睢阳渠，以保障当地的水利和民生。他还特意派遣使者，用太牢之礼祭祀桥玄。（《褒赏令》中记载了曹操的祭祀文章：“已故的太尉桥公，品德高尚，广施仁爱，胸怀宽广，能包容万物。国家铭记他的英明训诫，士人思念他的良策。如今，他的灵魂已归于幽冥，身体也已化为尘土，令人追思却又遥不可及！我在年幼之时，有幸得以登门拜访，得以与他相识。以我顽劣粗鄙的资质，却能得到桥公这样的大君子接纳。我能增添荣耀、开阔眼界，全都是因为他的鼓励和帮助。就如同孔子称赞自己不如颜渊，李生深切赞叹贾复一样，我对桥公满怀感激。士为知己者死，这份恩情我永远不会忘怀。桥公还曾与我从容交谈，并立下约定：‘我去世之后，你若路过我的墓地，要是不用斗酒只鸡来祭拜我，等你的车过去三步之后，我要是让你肚子疼可别见怪！’虽然这只是当时玩笑般的话语，但若不是关系至亲至厚，又怎会出这样的话呢？我并非害怕桥公的灵魂会发怒让我生病，只是怀念往昔的情谊，每每想起，心中就满是凄怆。如今我奉命东征，军队驻扎在故乡附近，向北遥望桥公的墓地，心中满是思念。我备下这微薄的祭品，希望桥公能够享用！”）祭祀完毕，曹操又率军进驻官渡，时刻准备应对新的战事。
袁绍自从在官渡战败之后，心情抑郁，积郁成疾，常常吐血。到了建安七年夏五月，他终究还是没能挺过去，一命呜呼。袁绍死后，他的儿子袁尚接替了他的位置，大儿子袁谭则自封车骑将军，屯兵在黎阳。
这年秋九月，曹操决定征讨袁谭和袁桑双方一交战，便陷入了激烈的战斗。袁谭和袁尚的军队接连败退，但他们凭借着坚固的城防，拼死固守，曹操一时间也难以攻克。
建安八年春三月，曹操改变策略，开始攻打黎阳的外城。袁谭和袁尚见曹操来势汹汹，终于按捺不住，出城迎战。曹操指挥若定，曹军士气高昂，奋勇杀敌，一举大破袁军。袁谭和袁尚见势不妙，趁着夜色仓皇逃窜。夏四月，曹操乘胜进军，直逼邺城。然而，五月时曹操又率军回到许都，只留下贾信屯守黎阳。
五月己酉日，曹操颁布了一道命令：“《司马法》中‘将军死绥’（据《魏书》解释，‘绥’就是退却的意思，要求将士们前进一尺也不能后退一寸），所以赵括的母亲才会请求不因赵括战败而受牵连获罪。由此可见，在古代，将领在战场上打了败仗，他的家人在国内也会受到惩罚。但如今我军出征，只奖赏有功之人，却不惩罚有罪之人，这不符合国家的典章制度。现在我命令，各位将领出征时，若是打了败仗，必须承担罪责；作战失利的，要免去官职和爵位。”（《魏书》中还记载了庚申日颁布的另一道命令：“有人认为，军中的官吏虽然有功劳和才能，但德行不足以胜任郡国的选拔，就像古人的‘可以和他一起遵循正道，却不可以和他一起权衡变通’。管仲过：‘让贤能的人凭借才能获得俸禄，君主就会受到尊崇；让战士凭借战功获得赏赐，士兵就会不惧死亡。在国家中实行这两条，下就能得到治理。’从未听过无能的人和不作战的人，都能接受俸禄和赏赐，却还能立功兴国的。所以英明的君主不会任用没有功劳的臣子，不会奖赏不作战的士兵；国家太平的时候崇尚德行，有战事的时候奖赏功劳。那些议论的人，就像是从竹管里看老虎，见识太浅薄了！” ）
建安八年秋七月，曹操又下达了一道命令：“自下大乱以来，已经过去了十五年。年轻的一代从未见过仁义礼让的风气，对此我深感痛心。现在我命令各郡国要重视文化教育，人口满五百户的县要设置学校，选拔当地的优秀人才进行教育培养。希望先代圣贤的思想和学不会荒废，从而对下有所裨益。”
八月，曹操决定征讨刘表，他率领军队进驻西平。就在曹操离开邺城向南进军的时候，袁谭和袁尚为了争夺冀州，展开了激烈的争斗。袁谭不敌袁尚，被打得节节败退，最后只能逃往平原，据城自保。袁尚乘胜追击，对平原城发起了猛烈的进攻。袁谭走投无路，只好派辛毗向曹操乞降求救。曹操的将领们对此都心存疑虑，不知是否该答应袁谭的请求。关键时刻，荀攸站出来劝曹操答应袁谭，（据《魏书》记载，曹操：“我攻打吕布的时候，刘表没有趁机侵扰；官渡之战时，他也没有救援袁绍，他就是个只求自保的人，我们可以以后再对付他。袁谭和袁尚狡猾多端，我们应该趁着他们内乱的机会出击。就算袁谭心怀狡诈，不会一直乖乖听话，但只要我们能打败袁尚，占领他的部分土地，对我们也是大有好处的。”于是曹操便答应了袁谭的请求。）曹操听了荀攸的分析，觉得很有道理，便率领军队返回。
这年冬十月，曹操的军队抵达黎阳。为了进一步巩固与袁谭的联盟关系，曹操还为儿子曹整和袁谭的女儿定下了婚约。（臣松之考证：从袁绍去世到此时，仅仅过了五个月多一点。袁谭虽然过继给了他的伯父，但也不应该在袁绍去世还不到三年的时间里，就举行这样的喜事，这实在是违背了礼制。曹操或许是出于权宜之计，才与袁谭约定此事；如今结婚，未必就是在这一年举行婚礼。）
袁尚听曹操的军队向北返回，担心曹操会趁机攻打邺城，于是便放弃了对平原的围攻，撤回邺城。此时，东平的吕旷、吕翔背叛了袁尚，他们率领部众屯驻在阳平，随后向曹操投降。曹操为了嘉奖他们，封二人为列侯。（《魏书》记载，袁谭的围困解除后，他私下将将军的印绶送给吕旷。吕旷接受印绶后，将此事告知曹操。曹操：“我就知道袁谭会耍些手段。他是想让我去攻打袁尚，这样他就能趁机抢夺百姓、聚集兵力。等袁尚被打败，他就可以壮大自己，再来趁我疲惫的时候攻打我。但他没想到，等袁尚被打败，我的势力更强大了，他又能趁我什么‘疲惫’呢？” ）
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