公元200年二月．袁绍任命沮授为监军．统领十万大军．从邺城出发．进攻许昌。与此同时．袁绍亲率十余万冀州精兵到黄河北岸的黎阳．总览全局．他派大将颜良进攻黎阳对岸的白马，企图引诱曹操离开官渡，然后一举消灭曹军。曹操审时度势，决定不和袁绍硬拼，而采取声东击西，避实就虚的打法。曹操亲率大军西进延津，以诱惑袁军主力西移，从而麻痹在白马的颜良。果不出曹操所料，袁绍立即命令黎阳守军赶在曹军渡河之前到达延津渡口，准备同曹军决战。曹操见袁绍中计，就悄悄率领轻骑急奔白马，一举击溃了颜良的队伍，颜良为关羽所杀。
袁绍得知白马战败，又失掉爱将，十分气恼，紧急命令全军渡河，并派大将文丑追击曹操。文丑的骑兵赶到，见路上到处都是曹军丢下的车辆物资，以为这是曹军仓促逃命时丢弃的，便争先恐后地跳下马，一窝蜂地去抢夺战利品。曹操正在山头观望，一见文丑的队伍乱了阵，便一声令下，曹兵四面冲杀过来，袁军大败。袁绍大怒，自恃兵多，不顾沮授的再三劝阻，亲率大军渡过黄河，直逼官渡。官渡离许昌不到二百里，是南北交通的咽喉。如果失掉官渡，那么许昌就失去了屏障。因此曹操尽全力固守官渡，与袁绍相持不下。
曹操打败了袁绍的多次进攻，但时间一久，粮草供应越来越困难，简直使曹操陷入一筹莫展的境地。
谋士许攸向袁绍献计，请他派一支轻骑兵，偷袭许都。袁绍冷淡地拒绝了，并指责许攸纵亲犯过。许攸又气又羞，无意留在袁营，连夜投奔曹操，而且建议曹操派兵去袭击袁绍的囤粮之地鸟巢。曹操采纳了许攸的建议。
经过周密策划后，一天夜里，曹操派曹洪等将军守营，以防袁军前来偷袭，自己和张辽、于禁、徐晃等，精选五千名步骑兵，打上袁军的旗号，悄悄离开官渡，向鸟巢进发。黎明以前，曹军抵达了鸟巢，曹操下令放火烧粮。霎时间，粮囤到处起火，浓烟滚滚，直冲云霄，不多久战斗就结束了。鸟巢粮草被烧，袁军不战自乱，曹军乘胜全军出击，袁绍还没来得及穿上盔甲，只好穿着便服，带着八百名骑兵仓皇逃过了黄河。
官渡之战，曹操用极少的兵力战胜了拥兵数十万的袁绍，此后势力大增，不久就统一了北方，为以后三国鼎立的局面奠定了基础。