刘备到了汝南后，袁绍又起兵向官渡进发，夏侯惇连忙发书告急，曹操留荀彧守住许都，自己带着七万大军前往迎敌，这时田丰在狱中听闻袁绍又起大军，立刻上书进谏说“如今我军应当守好自己的疆城以待天时。”袁绍看了之后却依旧不听。等大军到了阳武，安营扎寨已闭，沮授又献策道“我军虽然人多，却不如曹军精锐，曹军虽然勇猛，却不如我们粮多，曹军少粮，必然急于求战，我军粮多，所以我们只需坚守好阵地，等上一些时日，那他们便会不战自败。”袁绍此时起兵七十万，对面曹操只有七万，听闻沮授要自己做缩头乌龟，哪里肯听，自己两位谋士田丰、沮授皆是一而再再而三的阻止自己一统天下，再说沮授又是降将，逢纪等人又常说沮授有了二心，于是袁绍听言大怒，把沮授锁于军中，只待与曹操的决战。
七万曹军一路赶到官渡，他们见对面黑压压一片都看不到边，皆是震撼、恐惧，曹操也已听闻袁绍带着七十万大军准备与自己决一死战，便召集众人商议。荀攸指着袁绍大营说道“袁绍兵士虽多，不足虑也。我军皆是百战之精锐，无不以一敌十，只是军中粮草不足，我们要赶紧与他决战，拖得越久对我们越不利。”众谋士听言也多是赞成，于是曹操下令大军鼓噪前进，袁绍自负自己兵力十倍于曹操，也是率军击鼓前进。三通鼓罢，袁绍身穿金盔金甲，锦袍玉带，立于阵前，左右排列着张郃、高览、韩猛、淳于琼等诸将；曹操也同时出马，左右排列着许诸、张辽、徐晃、李典等将。
曹操拿鞭指着袁绍说道“我在天子跟前保奏你为大将军，如今你为何无故造反？”袁绍也大怒道“你明为丞相，实为汉贼，你的罪孽比王莽、董卓还要深重，怎么敢污蔑我谋反？”曹操又道“我今日乃奉诏讨贼！”袁绍怒道“我也是奉天子的衣带诏讨贼！”曹操大怒，便让张辽出战，袁绍这边也让张郃出战，二张双马相迎，斗了四五十个回合不分胜负。这时许褚挥刀纵马欲加入战团，袁绍这边也有高览迎战，于是四员将便捉对厮杀，曹操见双方久战不下，又令夏侯惇和曹洪各引三千军去冲敌阵，审配见曹军来冲阵，便下令让手下的一万弩手万弩齐发，此时又有袁绍中军的弓箭手一同出阵乱射，曹军抵挡不住，向南败退，袁绍乘机驱兵追赶，曹军大败，只好退守官渡。
袁绍一战胜了曹操，自然信心大增，对于田丰、沮授自然更加厌恶，这时审配又提议可驱兵十万，在曹操营前筑建一座土山，然后我们就可以站在上面向曹操寨中放箭，曹操若是弃了此处，许都便是主公的囊中之物。袁绍听言大喜，立刻令军中精壮军士用铁锹土担在曹操寨边垒土成山，曹操见状便知袁绍所图，可惜派出的军士皆被审配的弓弩手击退，袁绍兵多不过十日便筑建土山五十多座，接着袁绍又令军士居高临下向曹军寨中射箭，一时曹军头顶箭如雨下，曹操见如今军心慌乱，也是立刻便召来众谋士商议，刘晔说道“我们可以用投石车破之。”于是曹操令刘晔提供投石车的图纸，又派人连夜打造出数百台投石车，这石头车果然是克敌法宝，一天下来这土山上的弓箭不知被砸死多少。审配见一计不成又献一计，他令军士用铁锹暗挖地道，直通向曹营，曹操知晓后又问计于刘晔，刘晔说可以在我们营地周围挖一圈长堑，这样他们挖的地道便没有用了，于是曹操连夜令人挖堑，果然对面的地道就失了作用。
曹操和袁绍双方在官渡打了两个多月，渐渐的曹操这边开始军粮不继了，曹操便想放弃官渡退守许昌，于是他先写信给荀彧问要不要退回许都，不久荀彧给曹操回信道“如今袁绍在官渡之地聚集了他全部的精锐兵力，想要和您一决胜负，明公当顶住压力，以弱敌强，若是官渡败了，天下恐怕就要落入袁绍之手了。袁绍兵虽多，但他却不会用，而以明公之神武睿智又怎么会胜不了袁绍呢？如今之势正如当年荥阳、成皋之战，明公当扼其咽喉要道，不让袁绍大军进入寸步，等他们打的疲累了，到时候定会生变，明公只要抓住机会使用奇计就一定能战胜袁绍。”
曹操得信后信心大增，下令士兵严防死守一定要顶住袁绍的进攻，这时徐晃的部下抓到了袁绍的细作，并探听到袁绍的大将韩猛将从河北运粮至袁绍军前接济，荀攸说正可让徐晃去半路断其粮草，于是曹操便令徐晃带兵劫粮，又让许褚、张辽带兵接应，徐晃得令截住了袁绍的运粮军，又让部下放火烧光这些辎重。袁绍得知军粮被烧，便令审配先回邺城再运来粮草，审配临行前提醒袁绍道“乌巢是我军屯粮之处，主公一定得用重兵守好了。”审配走后，袁绍便令手下大将淳于琼带着二万人马去守乌巢，那淳于琼生性好酒，如今他到了乌巢，只整日与诸将饮酒。
此时曹操军中缺粮，曹操便派使者去往许昌催粮，使者才跑出二十里就被袁军抓获，许攸搜出曹操之信后便去找袁绍献功，许攸道“曹操屯兵官渡，与我们相持了这么久，那许都城必然空虚，如果我们分出一军去奇袭许都，那不但许都可得，两面夹击下曹操也必然可擒。”袁绍却道“曹操此人诡计多端，这封催粮信怕是诱敌之计吧！”许攸道“如今形势利我，主公若是今日不取，他日怕必受其害！”两人正说话间，有邺城使者带来了审配的书信，审配说他正在想办法筹措粮草，后面又写道许攸在冀州时，常常收受民间财物，其子侄等人也常常以权谋私克扣钱粮，袁绍一看完信，立刻大怒道“你这贪赃枉法的匹夫，怎么有脸在我面前献计！你与曹操是旧友，你是不是也收了曹操的好处为他做奸细？我本该斩了你的头，今日暂且饶你一回，你快给我滚，不要再让我看见你。”
许攸出了军中大帐，叹了口气道“忠言逆耳，竖子不足与谋！如今我的子侄已被审配下狱，我还有什么脸面再回冀州？”说完便要自刎，左右连忙抢过许攸手中之剑，并劝道“袁绍不听您之言，日后必为曹操所擒，既然您与曹操相识，为何不去弃暗投明？”许攸一听醒悟过来，便出了营向曹操这边逃来，将到曹营，许攸被埋伏的曹兵拿住，于是许攸便让士兵带话给曹操说南阳许攸来了。这时曹操已脱了衣服准备睡觉，突然有人来报南阳许攸私自来到我军军寨，曹操一听许攸来了，顿时是如获至宝，他来不及穿着，光着脚便出了寨门去迎许攸，曹操一见果然是旧友许攸，顿时高兴坏了，拉着许攸的手就回到寨中。一到寨中，曹操倒头便拜，许攸赶紧扶起曹操道“您是一国的丞相，我却只是个普通人，如今你对我如此谦恭，这是为何？”曹操道“你是我的好友，我们之间怎么能以官职来分高下？”
许攸叹了口气道“我不识明主，跟了袁绍，袁绍不听我计，所以来投故人，希望您能收留我！”曹操道“你肯来，我自然高兴还来不及，如今希望你能教我如何破了袁绍！”许攸道“我曾经献计于袁绍让他分出一军奇袭许都。”曹操听言大惊道“若是袁绍用了你的计策，我早就败了。”许攸望着曹操问道“如今你军中粮草还有多少啊？”曹操说道“还有一年。”许攸又笑道“恐怕未必吧。”曹操见左右无人，小声道“还能支撑半年！”许攸拂袖而起，走到门口说道“我乃诚心相投，你却骗我，不肯如实相报，你不是让我失望吗？”曹操急忙过来拉住许攸道“子远别气，我如实告诉你还不行吗，我军中还有三个月的粮草。”许攸望了望曹操大笑道“人言孟德是位奸雄，今日一见果然如此，”曹操也笑了，说道“岂不闻兵不厌诈么！”说完又对着许攸耳朵轻声道“军中只有半个月的粮草了。”
许攸大声道“曹阿瞒，别在瞒我了，你军中已没了粮草了吧！”曹操惊愕的问道“你怎么知道的？”许攸拿出曹操写给荀彧的密信，说道“这书信是你所写吧！”曹操忙问“你哪里得来的？”于是许攸把之前在袁绍营中发生的事又说了一遍，曹操听见袁绍不信便松了一口气，拉着许攸的手说道“子远既念旧交而来，定然有破敌之策可以教我。”许攸道“曹公啊，你只有七万兵士，如果没有急胜之策，拖也把你拖死了。我许攸现有一策，不用三日，定教袁绍百万大军不战自破，你可想听啊？”曹操一听许攸之言立刻大喜道“快说，快说。”许攸道“袁绍大军的辎重粮草皆在乌巢，明公可选精兵诈称袁绍的部将蒋奇领兵到乌巢护粮，到时再乘机烧其粮草辎重，那么袁绍大军不出三日必将自乱矣。”曹操闻言大喜，立刻厚赏了许攸并将他留在寨中。
第二日曹操亲自挑选了五千精兵，便准备去往乌巢烧粮，他下令荀攸、贾诩、曹洪和许攸一同守好大寨，又令夏侯惇、夏侯渊埋伏在大寨左侧，曹仁、李典领一军埋伏在右侧，以防不测。接着他让许褚、张辽在前，徐晃、于禁在后，自己领着中军，一共五千人马打着袁绍的旗子，等到黄昏时分便向着乌巢进发。这日被拘禁在军中的沮授夜观天象，发现太白星逆行，正侵犯牛、斗之分，于是他立刻连夜求见袁绍，袁绍此时已经喝多了准备睡觉，他听沮授说曹操今日会夜袭乌巢，自是不信，此时酒醉欲睡，便让左右押下了沮授，沮授被拉了出来，望着天泪流满面道“我军亡在旦夕，我的尸骸也不知将落于何处！”
曹操带着大军夜行至乌巢，一路上遇到盘查便说自己是蒋奇之兵，等到了军营此时已是四更天，曹操立刻令众人放起火来，淳于琼等人领兵来救却皆被曹操杀败，袁绍此时正在帐中，听闻乌巢起火，便派张郃、高览去救，郭图却说“曹军劫粮，曹操必然亲往，如今曹操不在大营，他的大寨必然空虚，我们可以这时去攻打他的大寨，曹操听闻大寨有失，必然急回，这正是围魏救赵之计。”张郃说道“不可，曹操此人多谋，他既然敢出去劫粮，他的大寨必然会有所防备，若是我们一时攻不下他的大营，到时候我们这些人就都成了曹操的俘虏了！”郭图却说“曹操正在乌巢劫粮，不会有多少兵力留在大寨。”袁绍觉得郭图所言极是，于是便令张郃和高览带着五千人去攻打曹营，又派蒋奇领兵一万去救乌巢。
这时，曹操已杀散淳于琼余部，得了不少的衣甲旗帜，于是曹军又伪作是淳于琼部下收军回寨，曹军走到山野小路，正遇上蒋奇军马，蒋奇问曹军是哪里的，曹军说是乌巢败下来的，蒋奇没有怀疑，便要驱马通过，这时张辽、许褚突然杀出，蒋奇措手不及，被张辽斩于马下。张郃、高览领命去攻打曹营，果然被曹操伏兵杀的大败，郭图怕张郃他们回来证对是非，便污蔑张郃有降曹之意，袁绍也知当时是自己信了郭图的鬼话，错在自己，张郃若是回来，自己脸上无光，于是便先召二人回来问罪，张郃、高览已知袁绍这是召自己回去送死，便商议不如投了曹操，曹操听闻张郃、高览来降，也是大喜，立刻封了张郃为偏将军、都亭侯，高览为偏将军、东莱侯。
袁绍此时丢了乌巢，又去了许攸、张郃、高览等人，军中已然是人心惶惶，许攸又劝曹操快速进兵，张郃、高览此时主动请为先锋，曹操应允，又派出另外两路大军一同劫营，这一战从三更半夜一直打到天亮才各自收兵，袁绍的百万大军经过这几战已是折损了大半。荀攸也献计说“如今，我们可以扬言将调拨兵马一路去取酸枣，以攻打邺郡；一路去取黎阳，以断袁兵的归路。袁绍听到这个消息后必然惊惶，我猜他定会分兵拒敌，到时我军乘其分兵行动之机直接攻打他的大营，这样必然一战可破袁绍！”曹操听其言让手下四处扬言要断其退路，袁绍知晓后果然中计，他连夜派出袁谭分兵五万去救邺郡，又让辛明分兵五万去救黎阳。
曹操得知袁绍大营已去了十万精兵，立刻发动总攻，袁绍军见曹操突然杀来，早已没了斗志，最后袁绍和其幼子袁尚只带着八百骑逃了回去，其余八万多人都成了曹军的刀下亡魂。曹操这一战大获全胜，得到的金银珠宝锦罗绸缎也全都分给了辛苦杀敌的将士们，此时在众图书中，有不少许都和军中诸人与袁绍暗通的书信，左右劝曹操一一点对姓名，把这个叛徒都杀了，曹操望着众人却说“当时袁绍是那么的强大，我自己恐怕都不能自保，又何况他人呢！”说完便让人把这些书信都给烧了。袁绍败走后，沮授由于被关在军中，没有来得及逃走，此时已被曹军抓获，并押着他来见曹操，沮授和曹操也是认识的，但沮授一见到曹操便大叫“我不投降！”曹操说道“袁绍无谋，不听你言，你为何还执迷不悟呢？我曹操若是早得了你，天下不足虑也！”于是曹操便厚待沮授，让他留在军中，哪知沮授却在营中偷马欲回河北，曹操大怒，令人杀了沮授，沮授到死都面色不变，曹操叹了口气道“我误杀了忠义之士啊！”说完便让人将沮授厚葬。