在消滅眭固后，為了應(yīng)對(duì)之后與袁紹的戰(zhàn)爭(zhēng)，曹操預(yù)作布置。
命在青州有潛在影響的臧霸等人攻入青州，占領(lǐng)齊、北海等地，鞏固右翼；
又命大將于禁屯軍黃河南岸，監(jiān)視袁軍。
不久，張繡聽(tīng)從謀士賈詡之計(jì)，投降曹操。
曹操大喜，拜張繡為揚(yáng)武將軍，從而解除了后顧之憂。
建安四年（199年）十二月，曹操自率軍屯于官渡，準(zhǔn)備迎擊袁紹。
劉備在陶謙死后，曾一度出任徐州牧，后徐州被呂布攻占，劉備投奔曹操。
曹操認(rèn)為劉備是個(gè)英雄，先后表他為豫州牧、左將軍。
曹操攻占徐州不久，淮南袁術(shù)準(zhǔn)備逃往青州往依袁紹，曹操派劉備去截?fù)簟?/p>
袁術(shù)北上不得，嘔血而死。
劉備到達(dá)下邳后，襲殺徐州刺史車胄，占據(jù)徐州，自己屯于小沛。
曹操令劉岱、王忠率兵征討，被劉備擊敗。
建安五年（200年）正月，董承等人謀誅曹操，事泄被殺。
曹操?zèng)Q定東征劉備。
諸將皆說(shuō)：“與您爭(zhēng)奪天下的人是袁紹，如今袁紹要來(lái)討戰(zhàn)，您卻棄之不顧，而要東征劉備，倘若袁紹乘機(jī)從背后進(jìn)攻，該怎么辦呢？”
曹操說(shuō)：“劉備是人杰，現(xiàn)在不除掉他，以后一定會(huì)成為心腹大患。袁紹雖然有遠(yuǎn)大的志向，但反應(yīng)遲鈍，不會(huì)馬上出兵。”
于是，急速進(jìn)軍，以迅雷不及掩耳之勢(shì)擊破劉備，劉備逃奔袁紹處。
袁紹是當(dāng)時(shí)北方最強(qiáng)大的一股勢(shì)力，也是曹操統(tǒng)一北方最強(qiáng)大的敵人。
袁氏一門，自袁紹曾祖袁安以下，“四世居三公位”，“門生故吏遍于天下”，勢(shì)力本就很大。
后袁紹取得冀、并、幽、青四州之地，實(shí)力大增，有軍隊(duì)數(shù)十萬(wàn)人。
袁紹以其長(zhǎng)子袁譚、次子袁熙、外甥高干分守青、幽、并三州，后方穩(wěn)固，兵精糧足。
他挑選精兵十萬(wàn)、戰(zhàn)馬萬(wàn)匹，志在一舉消滅曹操。
建安五年（200年），袁紹命大將顏良等進(jìn)兵白馬，自率大軍進(jìn)屯黎陽(yáng)，向曹操發(fā)動(dòng)進(jìn)攻，拉開(kāi)了大戰(zhàn)的序幕。
曹操的實(shí)力比袁紹弱得多，曹操所占的黃河以南地區(qū)，是殘破不堪、尚未恢復(fù)生產(chǎn)的四戰(zhàn)之地，物資儲(chǔ)備也不如袁紹。
袁紹大軍來(lái)攻，許都震動(dòng)。
曹操安慰眾將，分析了袁紹的性格缺陷：“吾知紹之為人，志大而智小，色厲而膽薄，忌克而少威。”
雖然“兵多而分畫不明，將驕而眾令不一”，在這種情況下，袁紹地盤雖大，糧草雖足，但只能是“為我奉也”。
正是因?yàn)閷?duì)袁紹有很深的認(rèn)識(shí)，曹操才敢于在袁紹將要大軍壓境之時(shí)抽身去進(jìn)攻劉備。
四月，曹操親自率兵北上解白馬之圍，他采納謀士荀攸之計(jì)——先進(jìn)軍延津，做出要渡河襲擊袁軍的態(tài)勢(shì)，吸引袁軍分兵西向，然后突然轉(zhuǎn)向迅速趕往白馬。
曹操軍突然殺到，袁軍措手不及，顏良被將軍關(guān)羽斬首，袁軍大敗，白馬之圍遂解。
曹操救出白馬軍民，沿黃河西撤。
袁紹聞知，立即命文丑、劉備渡河追趕曹操。
曹操見(jiàn)追兵漸近，命軍士解鞍放馬，并置輜重于道。
袁軍追兵大至，爭(zhēng)搶輜重，陣形混亂。
曹操率領(lǐng)僅有的騎兵突然殺出，大破追兵，陣斬文丑。
曹操初戰(zhàn)得勝，主動(dòng)撤軍，繼續(xù)扼守官渡。
八月，袁紹大軍連營(yíng)而進(jìn)，東西數(shù)十里，依沙堆為屯，進(jìn)逼官渡。
曹操分兵堅(jiān)守營(yíng)壘，伺機(jī)而動(dòng)。
袁軍向曹營(yíng)發(fā)動(dòng)猛攻，先是作高櫓、起土山，由上向曹營(yíng)中射箭，接著又挖地道，欲從地下襲擊曹營(yíng)，皆被曹操以設(shè)投石機(jī)、挖掘溝壑之法破解。
兩軍一攻一守，相持近二個(gè)月。
久戰(zhàn)之下，曹操處境極為困難。
十月，袁紹從河北運(yùn)來(lái)糧草萬(wàn)余車，派大將淳于瓊等帶萬(wàn)余人沿途護(hù)送，夜宿于離袁紹大營(yíng)四十里的烏巢。
這時(shí)，袁紹謀士許攸因向袁紹獻(xiàn)偷襲許都之計(jì)不成，且在河北的家眷犯法被抓，心生悔恨，而來(lái)投曹操，獻(xiàn)計(jì)讓曹操偷襲烏巢。
曹操大喜，跣足出迎。
之后親率精銳步騎五千人，軍隊(duì)人銜枚，馬勒口，打著袁軍旗幟，乘夜從小路偷襲烏巢。
曹操軍至烏巢，命四面放火，袁軍大亂，淳于瓊拒營(yíng)死守。
袁紹聞知，急忙派兵救援。
曹操左右說(shuō)：“賊騎稍近，請(qǐng)分兵拒之。”
曹操大怒說(shuō)：“賊在背后，乃白！”
士卒都拼死力戰(zhàn)，因此大破袁軍，斬淳于瓊等，盡燔其糧草，袁紹派遣的援兵也戰(zhàn)敗而走。
起初，袁紹聽(tīng)說(shuō)曹操襲擊烏巢時(shí)，令張郃、高覽率重兵圍攻曹軍營(yíng)地。
由于曹軍營(yíng)地營(yíng)壘堅(jiān)固，烏巢先被攻破，張郃、高覽等人聞?dòng)嵚什客恫埽姖⑸ⅰ?/p>
袁紹與其子袁譚棄軍逃回黃河以北，曹軍大獲全勝，剩余的袁軍假降，曹操將他們坑殺。
曹軍前后斬首七萬(wàn)余級(jí)，盡獲袁軍輜重圖書珍寶。
曹操清點(diǎn)袁紹書信，得到自己部下勾結(jié)袁紹的信，盡燒之。
并說(shuō)：“當(dāng)袁紹強(qiáng)大時(shí)，孤尚且不能自保，何況眾人呢！”
官渡之戰(zhàn)后，冀州諸郡皆舉城歸順曹操。
在客觀上說(shuō)，官渡之戰(zhàn)中的曹操處于劣勢(shì)，但由于他能正確分析客觀條件，善于聽(tīng)取正確意見(jiàn)，所以能揚(yáng)長(zhǎng)避短，采用正確的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)，使戰(zhàn)爭(zhēng)向有利于自己的方面轉(zhuǎn)化，經(jīng)過(guò)自己主觀上的努力，終于贏得了勝利。
此戰(zhàn)之后，曹操擊潰了最大的敵人袁紹，由他統(tǒng)一北方已是大勢(shì)所趨。
建安六年（201年）四月，曹操揚(yáng)兵于黃河邊，擊破袁紹在倉(cāng)亭的駐軍。
袁紹在官渡之?dāng)『螅蘸喜筷?duì)，平定了反叛的諸郡縣。
九月，曹操回到許縣，又南征在汝南的劉備、龔都，劉備投奔劉表，龔都等人皆逃散。
建安七年（202年）正月，曹操駐軍譙縣，又到達(dá)浚儀縣，治理睢陽(yáng)渠，又派使者祭祀已故的太尉橋玄。
然后，曹操進(jìn)軍官渡。
五月，袁紹病死，袁紹之子袁尚繼位，袁譚屯兵黎陽(yáng)。
九月，曹操親自北征，大戰(zhàn)于黎陽(yáng)，袁譚、袁尚多次戰(zhàn)敗。
建安八年（203年）三月，曹操大破黎陽(yáng)，袁譚、袁尚逃回鄴城。
四月，曹操進(jìn)軍鄴城。
五月，曹操引軍退還，留賈信守黎陽(yáng)。
不久后，曹操引兵向南，征討劉表，袁譚、袁尚反目成仇，互相攻擊。
袁譚不敵袁尚，敗走平原，遣辛毗向曹操乞降求救。
當(dāng)時(shí)，諸將都懷疑有詐，只有荀攸勸曹操答應(yīng)袁譚。
曹操說(shuō)：“我攻打呂布之時(shí)，劉表沒(méi)有侵犯我方；官渡之戰(zhàn)時(shí)，他又不肯幫助袁紹。這只是個(gè)自守的賊子，應(yīng)該等到以后再來(lái)對(duì)付他。而袁譚、袁尚狡猾，我正應(yīng)該趁北方混亂時(shí)發(fā)動(dòng)攻擊。就算袁譚挾詐，不肯真心屈服我軍，但我擊破袁尚，奪取他的地盤，對(duì)我軍也更加有利。”
于是，再次北上，袁尚聞?dòng)嵰餐嘶剜挸恰?/p>
當(dāng)時(shí)，袁尚部將呂曠、呂翔背叛袁尚，率眾投降曹操，曹操封兩人為列侯。
袁譚私自刻將軍印綬，交給呂曠兩人，呂曠把將軍印送給曹操。
曹操說(shuō)：“我自然知道袁譚會(huì)耍些小聰明。他想讓我攻擊袁尚，然后趁機(jī)略民聚眾，自以為破袁尚后，實(shí)力足以自強(qiáng)，可趁我軍疲敝來(lái)與我抗衡。但擊破袁尚后，我的勢(shì)力更加強(qiáng)盛，哪可能會(huì)疲敝，讓他有機(jī)可乘呢？”
曹操為了讓袁譚暫時(shí)安心，還和袁譚結(jié)親，讓自己的兒子曹整娶袁譚的女兒。
建安九年（204年）正月，曹操率兵渡過(guò)黃河，截?cái)噤克氚诇希鳛檫\(yùn)糧的通道。
二月，袁尚再次出兵攻打袁譚，曹操趁機(jī)進(jìn)軍鄴城。
當(dāng)時(shí)，蘇由、審配鎮(zhèn)守鄴城，曹操進(jìn)軍到洹水時(shí)，蘇由投降。
曹操到達(dá)鄴城外，做土山、地道。
當(dāng)時(shí)，武安長(zhǎng)尹楷屯毛城，通上黨糧道。
四月，曹操留曹洪攻打鄴城，親自擊破尹楷，又擊破邯鄲的沮鵠，易陽(yáng)令韓范、涉長(zhǎng)梁岐皆舉縣投降。
五月，曹操毀土山、地道，作圍塹，決漳水灌城，城中餓死者過(guò)半。
七月，袁尚率軍回救，依滏水為營(yíng)，曹操進(jìn)軍將其營(yíng)寨包圍。
袁尚害怕，請(qǐng)求投降，曹操不許。
袁尚乘夜逃跑，袁軍潰散，袁尚逃奔中山。
曹操命人拿著繳獲袁尚的印綬節(jié)鉞招降鄴城守軍，城中斗志崩潰。
八月，審配的侄子審榮打開(kāi)東城門，曹操軍一舉攻破鄴城，擒殺審配。
之后，曹操哭祭袁紹墓，慰勞袁紹妻子，將袁紹的家人和寶物都還給了袁家，并賜給他們雜繒絮，供養(yǎng)他們家。
從這一年起，曹操把自己的據(jù)點(diǎn)北遷到了冀州的鄴城，政令軍隊(duì)此后皆從此出，而許縣則只留些許官吏。
九月，曹操下令：“河北遭受袁氏之難，不用再上繳今年租賦！”
又嚴(yán)厲打壓豪強(qiáng)兼并，百姓喜悅。
曹操領(lǐng)冀州牧，并上表讓還兗州牧。
當(dāng)初，曹操圍攻鄴城時(shí)，袁譚趁機(jī)攻取甘陵、安平、勃海、河間，又擊破故安的袁尚敗軍，兼并其眾。
曹操寫信給袁譚，責(zé)備他負(fù)約，與他斷絕婚姻，將他的女兒送回，然后進(jìn)兵。
十二月，曹操進(jìn)入平原，略定諸縣。
建安十年（205年）正月，曹操攻滅袁譚，冀、青二州平定。
當(dāng)初，袁尚兵敗后，投奔幽州刺史袁熙。
此月，幽州大將焦觸、張南起兵反袁氏，袁尚、袁熙又逃奔三郡烏桓。
焦觸自稱幽州刺史，舉郡縣歸附曹操。
四月，黑山軍首領(lǐng)張燕率領(lǐng)其部眾十余萬(wàn)人投降曹操。
故安人趙犢、霍奴起兵，殺死幽州刺史，三郡烏桓又圍攻鮮于輔于獷平。
八月，曹操率兵北征，斬殺趙犢，又渡河救援獷平，烏桓奔走出塞。
當(dāng)初，袁紹令其外甥高干領(lǐng)并州。
曹操攻破鄴城后，高干投降了曹操，仍然被任命為并州刺史。
而曹操討伐烏丸之時(shí)，高干舉州反曹操，捉拿上黨太守，舉兵守壺口關(guān)。
曹操遣樂(lè)進(jìn)、李典討伐高干，高干退守壺關(guān)城。
建安十一年（206年）正月，曹操攻打高干。
高干留別將守城，自己逃入匈奴，向單于求救，單于不從。
曹操圍壺關(guān)前后三月，最終城陷。
高干逃向荊州，在途中被上洛都尉王琰捕殺。
又東征淳于，遣樂(lè)進(jìn)、李典擊破海賊管承。
建安十二年（207年），曹操回到鄴城，大封功臣二十多人，皆為列侯，其余依次受封。
曹操為了肅清袁氏殘余勢(shì)力，也為了徹底解決三郡烏桓入塞為害問(wèn)題，決定遠(yuǎn)征烏桓。
漢末，遼西、遼東、右北平三郡烏桓結(jié)合，是為三郡烏桓，其首領(lǐng)為遼西部的蹋頓。
三郡烏桓與袁氏關(guān)系一直很好，并屢次侵?jǐn)_邊境，擄掠人口財(cái)物。
五月，曹操親率大軍到達(dá)無(wú)終。
時(shí)正雨季，道路積水，“淺不通車馬，深不載舟船”。
曹操?gòu)臒o(wú)終人田疇之議，改從一條久已斷絕，但“尚有微徑可尋”的路線進(jìn)軍。
在田疇的引導(dǎo)下，曹操大軍登徐無(wú)山，出盧龍塞，“塹山堙谷五百余里”，直指烏桓老巢柳城。
八月，曹軍進(jìn)至離柳城不足二百里時(shí)，烏桓才發(fā)現(xiàn)。
于是，蹋頓與袁尚、袁熙等人率數(shù)萬(wàn)騎兵迎擊。
二軍相遇，時(shí)烏桓軍軍勢(shì)甚盛，而曹軍則是“車重在后，被甲者少，左右皆懼”，唯獨(dú)張遼力勸曹操迎戰(zhàn)。
曹操登高瞭望，見(jiàn)烏桓軍雖多，但陣勢(shì)尚未擺好，遂命將自己的持麾授予張遼暫用。
張遼指揮先鋒部隊(duì)，乘烏桓軍陣稍動(dòng)之機(jī)，向?yàn)趸杠姲l(fā)動(dòng)猛攻。
烏桓軍大敗，死者被野，烏桓單于蹋頓也被臨陣斬殺。
曹軍在白狼山之戰(zhàn)中大獲全勝，胡、漢降者二十余萬(wàn)，袁尚等人逃奔割據(jù)平州的公孫康。
這時(shí)，有人勸曹操乘勢(shì)進(jìn)擊公孫康。
曹操說(shuō)：“吾方使康斬送尚、熙首，不煩兵也。”
于是，率軍還師。
不久，公孫康果然斬殺袁尚、袁熙，并將其首級(jí)獻(xiàn)與曹操。
諸將不明所以，曹操說(shuō)：“彼素畏尚等，吾急之則并力，緩之則自相圖，其勢(shì)然也。”
于是，曹操攻破三郡烏桓，也徹底肅清了袁氏勢(shì)力。
十一月，曹操行至易水，代郡烏丸行單于普富盧、上郡烏丸行單于那樓率其部下名王來(lái)賀。