在消滅眭固後，為了應對之後與袁紹的戰爭，曹操預作佈置。
命在青州有潛在影響的臧霸等人攻入青州，佔領齊、北海等地，鞏固右翼；
又命大將於禁屯軍黃河南岸，監視袁軍。
不久，張繡聽從謀士賈詡之計，投降曹操。
曹操大喜，拜張繡為揚武將軍，從而解除了後顧之憂。
建安四年199年）十二月，曹操自率軍屯於官渡，準備迎擊袁紹。
劉備在陶謙死後，曾一度出任徐州牧，後徐州被呂布攻佔，劉備投奔曹操。
曹操認為劉備是個英雄，先後表他為豫州牧、左將軍。
曹操攻佔徐州不久，淮南袁術準備逃往青州往依袁紹，曹操派劉備去截擊。
袁術北上不得，嘔血而死。
劉備到達下邳後，襲殺徐州刺史車胄，佔據徐州，自己屯於小沛。
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，事洩被殺。
曹操決定東征劉備。
諸將皆說：“與您爭奪天下的人是袁紹，如今袁紹要來討戰，您卻棄之不顧，而要東征劉備，倘若袁紹乘機從背後進攻，該怎麼辦呢？”
曹操說：“劉備是人傑，現在不除掉他，以後一定會成為心腹大患。袁紹雖然有遠大的志向，但反應遲鈍，不會馬上出兵。”
於是，急速進軍，以迅雷不及掩耳之勢擊破劉備，劉備逃奔袁紹處。
袁紹是當時北方最強大的一股勢力，也是曹操統一北方最強大的敵人。
袁氏一門，自袁紹曾祖袁安以下，“四世居三公位”，“門生故吏遍於天下”，勢力本就很大。
後袁紹取得冀、並、幽、青四州之地，實力大增，有軍隊數十萬人。
袁紹以其長子袁譚、次子袁熙、外甥高幹分守青、幽、並三州，後方穩固，兵精糧足。
他挑選精兵十萬、戰馬萬匹，志在一舉消滅曹操。
建安五年200年），袁紹命大將顏良等進兵白馬，自率大軍進屯黎陽，向曹操發動進攻，拉開了大戰的序幕。
曹操的實力比袁紹弱得多，曹操所佔的黃河以南地區，是殘破不堪、尚未恢復生產的四戰之地，物資儲備也不如袁紹。
袁紹大軍來攻，許都震動。
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”。
正是因為對袁紹有很深的認識，曹操才敢於在袁紹將要大軍壓境之時抽身去進攻劉備。
四月，曹操親自率兵北上解白馬之圍，他採納謀士荀攸之計——先進軍延津，做出要渡河襲擊袁軍的態勢，吸引袁軍分兵西向，然後突然轉向迅速趕往白馬。
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。
曹操見追兵漸近，命軍士解鞍放馬，並置輜重於道。
袁軍追兵大至，爭搶輜重，陣形混亂。
曹操率領僅有的騎兵突然殺出，大破追兵，陣斬文丑。
