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劉備帶兵在汝南和潁川之間入侵，自許昌以南的官民都不得安寧，曹操很是頭疼。
曹仁說，劉備新帶袁紹的部隊，還不得其法，可以盡快去攻破他。
于是，曹操便派了曹仁帶兵去攻打劉備，果然打敗了劉備，收回各叛縣后，曹仁還兵。
劉備回到袁紹軍中，心中有了離開袁紹的想法，就游說袁紹聯合劉表。
袁紹就派了劉備帶兵去了汝南，和龔都等人合兵，大約有數千人，曹操派蔡楊去攻打，結果被劉備斬殺。
袁紹屯兵到官渡水北的陽武縣，沮授又來勸說袁紹不要急戰，應當和曹操持久抗衡，袁紹仍然不聽。
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公元二OO八月，袁紹的營地稍稍向前挪了挪，然后屯兵東西數十里，曹操也分兵相持。
到了九月，曹操出兵與袁紹交戰，不能得勝，就還兵堅守。
袁紹派人修土山，往曹操營地射箭，曹操營中都依盾而走，曹操又制作了霹靂車，向袁紹樓發石頭。袁紹又開始挖地道進攻曹營，曹操在營內壘起深壁抵抗。
曹軍兵少糧盡，士兵疲乏，百姓苦于戰爭賦稅，許多人都去歸附了袁紹。
曹操很擔憂，幾乎失去了堅守的信心，就寫了書信給荀彧，計劃要還兵許昌。
荀彧回信說，袁紹聚集重兵，打算和曹公決一勝負，我們以至弱擋至強，如不能堅持，必定被對方有機可乘，這正是決定天下大勢的時機。況且，袁紹這個人雖然會招攬人，但是不會用人。如今我們雖然兵少糧盡，但也比昔年楚、漢在滎陽、成皋之間相持時的境況要好得多，當時劉邦、項羽都沒有一個肯退縮。我們和袁紹兵力懸殊這么大，也能堅守住讓袁紹不得前進，已經半年的時間了，不久之后，情勢就會發生轉變，現正是以奇制勝的時候，正可謂機不可失啊。
曹操看了荀彧的回信以后，繼續堅守，與袁紹相持。
有一天，曹操看到運糧的士兵疲于奔命，很是不忍，就安撫他們說，十五天之內攻破袁軍，他們就不用再勞累了。
袁紹運了數千車糧食來到官渡，荀攸對曹操說，袁紹軍中負責運輸的將領韓猛很輕敵，可以趁機擊破他。
曹操派了徐晃和史渙去攻打韓猛，果然得勝，燒了袁軍的輜重。
十月份，袁紹又派車去運糧，他讓淳于瓊帶著一萬多人去護送。沮授又出來建議了，讓袁紹另外再派蔣奇帶兵支援在糧隊的外圍，以防止曹軍來侵，袁紹還是和以前一樣，不聽沮授的勸說。
許攸也建議說，曹操兵少，現在已全軍出動來對抗我方，許昌必定空虛，如果分派輕軍連夜去偷襲，許昌定可攻占。許昌一旦攻破，我們就可以奉迎天子討伐曹操。
袁紹不聽，說要先擒獲曹操，剛好許攸犯了家法，審配要收押他，許攸大怒，就去投奔了曹操。
曹操聽聞許攸來投，鞋子都來不及穿，就跑出來迎接他，入坐以后，許攸對曹操說，袁氏兵多，曹公要怎樣應對啊，軍中糧食還有多少啊。
曹操說，軍糧還可以支撐一年，許攸說，根本不是，曹操又改口說可支撐半年，許攸又說曹操不說實話，曹操笑道，哎呀，剛才我是開玩笑的，我的軍糧只夠一個月了，怎么辦呢？
許攸就說了，曹公孤軍獨守，外無救援而軍糧已盡，已到了危急時刻，袁氏糧草輜重一有萬多車，在故市和烏巢的屯兵毫無防備，如果用輕兵襲擊，出其不意，焚燒袁氏的糧草輜重，不過三天，袁氏必敗。
曹操大喜，留下曹洪和荀攸守營，自己帶著五千人，冒用袁軍的旗幟，再綁住馬的嘴不發出聲音，連夜從小道急行，又讓士兵帶著柴火，在路上遇到有人問，就回答說是袁紹擔心曹操入侵后軍，分兵派來作外援的。
曹軍到了烏巢以后，團團圍住，再放火焚燒，袁軍營中大亂，第二天早上，淳于瓊等人見曹操兵少，就出營列陣，結果被曹操急攻，淳于瓊急忙退兵，曹操繼續進攻。
袁紹聽聞曹操攻打了淳于瓊，就對兒子袁譚說，趁著曹操在外用兵，我們去攻占他的營地，讓他無處可歸。
然后就要派高覽和張郃等人去攻打曹操營地，張郃就說了，曹操帶著精兵去攻打淳于瓊，一旦淳于瓊被破，大事去矣，還是先去救援淳于瓊最要緊。
但是郭圖還是建議袁紹，先去進攻曹操營地，張郃再次反對，說曹操營地固不可破，如果淳于瓊兵敗，我們大家都要成為曹操的俘虜了。
結果，袁紹只派了輕兵去救淳于瓊，發重兵去攻打曹營，果然無法攻破。
袁紹的救兵到了烏巢后，曹兵盡力死戰，大破袁兵，斬殺了淳于瓊等人，燒了袁紹的糧倉，斬殺千余人，割下這些人的鼻子，還有牛馬的唇舌，出示給袁軍觀看，袁軍將士大為驚怕。
郭圖一看自己的計策失敗，又在袁紹面前詆毀張郃，張郃又氣又怕，就和高覽焚燒了武器，去歸降了曹操。
曹洪心中有疑不敢受降，荀攸就說了，袁紹不用張郃的計謀，他來投奔我們，有什么可懷疑的呢。于是，曹洪接受了張郃的歸降，從此，曹操又收一員大將。
袁紹軍中大亂，袁紹和袁譚等人乘著馬，和八百騎兵渡河，曹操沒有追趕上，收獲袁軍輜重、書籍以及奇珍異寶。
其余投降的袁軍，全部被曹操下令坑殺，袁軍前后死了七萬多人，也有記載說是八萬多人。
沮授沒來的及跟隨袁紹逃走，被曹軍虜獲，他大喊自己不會投降的。
因為曹操之前就認識沮授，就去勸降他，說袁紹無謀，幾次不用沮授計謀，愿沮授為趕快出謀劃策。
沮授說自己的家人都在袁氏手中，自己愿求一死，但是曹操仍然赦放了沮授并且厚待于他，后來，沮授仍然想盡辦法要回到袁紹軍中去，曹操知道后，便下令殺了沮授。
在袁紹留下的物件中，曹操發現了許昌和自己軍中有些人寫給袁紹的往來書信，他沒有懲罰這些人，反而把這些信件全部燒了。
曹操說，袁紹強盛之時，我自己都不能自保，更何況他人呢，為自己謀求后路也是人之常情。
冀州的城邑大多都歸降了曹操，袁紹到了黎陽北岸時，去了將領蔣義渠的軍營，眾人聽說袁紹回來了，人心稍稍安定下來。
有人就對田豐說了，袁公出兵前，先生曾經預言說會戰敗，現在果然如此，先生真是有智謀，袁公以后必定會重用先生。
田豐說，袁公看起來為人寬和，實際并不是這樣，他不采信我的建議，我又幾次直言勸諫，和袁公發生語言沖突，如果戰勝歸來，袁公心中開心，我或許還能有救，如今戰敗而回，必定會殺了我。
袁紹軍中將士又都在說，如果當時聽信田豐的建議，也不至于遭到此敗。
袁紹對逢紀說，冀州人聽說我兵敗，都會為我感到難過，只有田豐之前再三勸諫我，與眾不同。
逢紀趁機進讒言，說田豐聽聞袁紹兵敗，拍手大笑，說果然被自己料中了。
袁紹對部下說，我不聽田豐之言，果然被他笑話了，接著，便下令殺了田豐。
在袁紹出兵時，曹操聽說田豐被囚禁，并沒有隨軍出行，非常高興，還說袁紹必敗，袁紹兵敗逃走以后，曹操說假若袁紹聽了田豐的計謀，現在是什么局勢還真講不好了。
審配的兩個兒子也都被曹軍擒獲，袁紹的將領孟岱對袁紹說，審配在位專政，家族強大，手下的兵力又強盛，現在他兩個兒子都在曹營，后面必定會與審配勾結用計。
郭圖和辛評也是這樣認為，于是，袁紹以孟岱為監軍，替代審配去守衛鄴城。
逢紀向來和審配不和睦，他對袁紹說，審配性格剛烈，很有氣節，他不會做出不義之事，所以不用懷疑他。
袁紹就說了，你們之間的關系并不好，怎么還替他說話，逢紀表示，不可因為私人恩怨而影響國事。
從此，審配和逢紀關系變好了。
自從袁紹兵敗以后，心中非常憤恨，身染疾病，在公元二O二年五月，吐血而死。
袁、曹雙方相持一年的官渡之戰結束了，這是非常有名的以少勝多的戰役。袁、曹雙方勢力的轉變，讓北部由原來的分裂狀態走向了統一的狀態，是曹操以后統一北方的基礎。
