曹操兵力远及袁绍，其兵力概几万，投入线兵力据《武帝纪》“兵满万，伤者十二三”。
裴松认此数准确，曹操兵力此少，曹操兵力远逊袁绍却毫疑问。
袁绍军攻，许震。曹操安慰众将：“吾知绍，志智，色厉胆薄，忌克少威，兵分画明，将骄众令，土虽广，粮食虽丰，适足奉。”
二月，袁绍将颜良等围攻白马，拉战序幕。
四月，曹操亲率兵北解白马围，采纳谋士荀攸计，先进军延津（今河南延津北，白马西），做渡河袭击袁军态势，吸引袁军分兵西向，突转向迅速赶往白马。
曹操军突杀，袁军措及，颜良被关羽斩首，袁军败，白马围遂解。
曹操救白马军民，沿黄河西撤。
袁绍闻知，立即命文丑、刘备渡河追赶曹操。
曹操见追兵渐近，命军士解鞍放马，并置辎重。袁军追兵至，争抢辎重，阵形混乱。
曹操率领仅骑兵突杀，破追兵，阵斩文丑。袁军震。曹操初战胜，主撤军，继续扼守官渡。
八月，袁绍军连营进，东西数十，依沙堆屯，进逼官渡。曹操分兵坚守营垒，伺机。
袁军向曹营猛攻，先高橹、土山，由向曹营射箭，接挖，欲袭击曹营，皆被曹操设投石机、挖掘沟壑法破解。
两军攻守，相持近二月。久战，曹操处境极困难。
十月，袁绍河北运粮草万余车，派将淳琼等带万余守，屯离袁绍营四十乌巢。
袁绍谋士许攸因向袁绍献偷袭许计，且河北眷犯法被抓，悔恨，投曹操，献计让曹操偷袭乌巢。
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曹操喜，跣足迎，亲率精锐步骑五千，军队衔枚，马勒口，换袁军军装乘夜路偷袭乌巢。
曹操军至乌巢，命四放火，袁军乱，淳琼拒营死守。
袁绍闻知，急忙派兵救援，曹操左右见“贼骑稍近，请分兵拒。”曹操怒：“贼背，乃白！”
士卒拼死力战，因此破袁军，斩淳琼等，尽燔其粮草。
袁绍听曹操袭击乌巢，认正攻破曹操营机，因此派援兵很少，重兵围攻曹操营。
由曹操预留兵力精且，曹营未破，乌巢败讯已经传，将张郃、高览等率部投降曹操，袁军溃散。袁绍弃军逃回黄河北。
曹军获全胜，斩首七万余级，尽获袁军辎重图书珍宝。
曹操清点袁绍书信，部勾结袁绍信，尽烧，：“绍强，孤犹保，况众乎！”
客观条件，曹操处劣势，由正确分析客观条件，善听取别正确见，扬长避短，采正确战略战术，使战争向利方转化，经主观努力，终赢胜利。
官渡战，曹操击溃敌袁绍，由统北方已势趋。官渡战战争史少胜、弱胜强著名战例。
公元202（建安七），袁绍病死，袁绍两儿袁谭、袁尚，火拼。袁谭敌袁尚，向曹操乞降。
公元204（建安九）二月，曹操乘袁尚兵攻打袁谭机，进军围攻邺城（今河北临漳西，河南安阳北）。袁尚率军回救，依滏水（今滏阳河）营，曹操进军将其营寨包围。
袁尚害怕，请求投降，曹操许。袁尚乘夜逃跑，袁军溃散。
袁尚逃奔山（今河北定县）。曹操命拿缴获袁尚印绶节钺招降邺城守军，城斗志崩溃。邺城遂被曹操攻破。
，曹操据点北迁冀州邺城，政令军队此皆此，汉献帝城许县则留许官吏。
公元205（建安十）正月，曹操负约名，攻灭袁谭，冀、青二州平定。
，曹操表让兖州牧，改任冀州牧。袁尚兵败，逃奔幽州刺史袁熙。久，袁尚、袁熙逃奔三郡乌桓。
公元206（建安十），曹操攻灭高干，平定并州。
公元207（建安十二），曹操肃清袁氏残余势力，彻底解决三郡乌桓入塞害问题，决定远征乌桓。
汉末，辽西、辽东、右北平三郡乌桓结合，三郡乌桓，其首领辽西部蹋顿。
三郡乌桓与袁氏关系直很，并屡次侵扰边境，掳掠口财物。
五月，曹操亲率军达终（今蓟县）。
正雨季，路积水，“浅通车马，深载舟船”。曹操终田畴议，改条久已断绝，“尚微径寻”路线进军。
田畴引导，曹操军登徐山（今河北玉田北），卢龙塞（今河北喜峰口附近），“堑山堙谷五百余”，直指乌桓老巢柳城（今辽宁朝阳南）。
八月，曹军进至离柳城足二百，乌桓才，蹋顿与袁尚、袁熙等率数万骑兵迎击。
二军相遇，曹军辎重，“被甲者少，”乌桓军军势甚盛。
曹操登高瞭望，见乌桓军虽，阵势整，遂命将张辽锋，乘乌桓军阵稍机，向乌桓军猛攻。
乌桓军乱，曹军阵斩蹋顿，获全胜，胡、汉降者二十余万，袁尚等逃奔割据平州公孙康。
，劝曹操乘势进击公孙康，曹操：“吾方使康斩送尚、熙首，烦兵。”
遂率军师。久，公孙康果斩杀袁尚、袁熙，并将其首级献与曹操。
诸将明，曹操：“彼素畏尚等，吾急则并力，缓则相图，其势。”，曹操攻破三郡乌桓，彻底肃清袁氏势力。
十月至易水，代郡乌丸单普富卢、郡乌丸单楼将其名王贺。
郭嘉因水土服、气候恶劣、夜急操劳度，曹操北归病逝。
归程途，据《曹瞒传》记载：“寒且旱，二百复水，军乏食，杀马数千匹粮，凿入三十馀丈乃水。
既，科问谏者，众莫知其故，皆惧。公皆厚赏，曰：‘孤，乘危徼幸，虽，佐，故常。诸君谏，万安计，相赏，勿难言。’”
公元208（建安十三），辟玄武池训练水军。六月，曹操废三公，恢复丞相制度，并任汉朝丞相。基本平定北方，兵锋转南向。
七月，进军南征荆州刘表。八月，刘表病死，其刘琮接任荆州牧。
九月，曹操军进至新野（今属河南），刘琮法抵挡，举荆州众投降曹操。
，官渡战投奔刘表刘备屯驻樊城（今湖北襄樊），听刘琮投降，便率军向江陵（今属湖北）撤退。
江陵荆州重镇，存量军物资。
曹操听，怕江陵落入刘备，遂亲率五千骑兵襄阳（今湖北襄樊）疾驰三百，阳长坂（今湖北阳东北）将刘备追，破其军，随进占江陵。