曹操在中原站稳脚跟的时候，袁绍已经取了黄河以北的广大地区，这时的袁绍野心勃勃，一心想要一统天下。曹操的实力尽管比袁绍小得多，也想统一北方。两强相遇，利益互相冲突，双方之间的战争便无法避免。汉献帝建安四年，袁绍调集十万大军，一万匹战马，攻向曹操大本营许都。袁绍派郭图，淳玉琼，颜良率军攻东郡太守刘延于白马，官渡之战的序幕正式拉开。同年四月，曹操率精兵北上解白马之围。以张辽，关羽为先锋的部队，杀颜良于乱军之中，白马之围顿解。曹操初战得胜，主动辙军，继续扼守官渡，双方进入暂时的僵时阶段，其时互有守攻，然而，谁也奈何不了谁。

此时，粮草的补给成了谁能够胜利的关键因素。同年十月，袁绍派人从河北运来数万车军粮，囤积乌巢，派大将淳于琼带领一万军驻守。谋士沮授提醒袁绍，要派一员战将率重兵驻防淳于琼外侧，防止曹操偷袭。而袁绍骄傲自大，不予采纳，谋士许攸又建议袁绍派一支经骑，偷袭许昌，因曹操大部分主力在官渡，后方空虚，必能成功。袁绍亦不听从，认为应当以优势兵力，在官渡歼灭曹操。正是袁绍的这种孤傲，一意孤行，导致情况出现了逆转。公元201年，许攸因为家人犯法，被邺城太守拘捕，许攸一气之下就投奔了曹操。

曹操得到了袁绍军情，立刻派兵偷袭袁绍囤粮重地乌巢，共率军5000人，假称袁绍援军，昼夜兼程奔往乌巢，一路虽然遇到袁军盘问，但有惊无险过关。天没亮到达乌巢，曹操命令士兵点燃干柴四处放火，粮食一遇火星，瞬间火光冲天，袁军将士此时才从睡梦中惊醒，全部慌作一团，不知如何是好，守将淳于琼仓促应战，不知道曹军有多少，只得败退下来，守住营门。而此时袁绍却作了一个错误决策，继续派兵进攻曹操的大营官渡，然而官渡大营坚固异常，袁军久攻未果，曹擦却攻下了乌巢，斩杀淳于琼。消息传到袁军大营，袁绍部下人心惶惶，军心溃败，大将张郃，高览等人都投降了曹操。袁绍只能率领部队逃往黄河以北，再也无力抵抗曹操，从此，曹操开始称霸黄河以北大部分地区。

官渡之战，因为袁绍的自大，对手下部将的不信任，导致不少精良投奔了曹操。而曹操拥有政治家的胸怀，广览群雄，决策细腻，得以以少击多，大胜袁绍，为后来的三国鼎立奠定基础。