曹軍浩浩****向北而行，他們大張旗鼓渡過黃河進入黎陽城，並未依辛毗的建言奔襲鄴城，就在黎陽駐紮下來。
袁尚得知曹操進駐黎陽，深恐老巢鄴城不保，急忙與袁譚罷戰，揮師西返鄴城。袁譚看到弟弟退兵，知道是曹操攻擊鄴城的緣故，就領兵開城追擊，同時再派使者前往黎陽麵見曹操，申以感激之情。
曹操對袁譚使者厚加撫慰，並親自作書回複袁譚。為使袁譚安心，曹操主動提出聘袁譚之女為二十子曹整之妻，這樣他們就成為兒女親家，袁譚當然滿心歡喜。曹整係曹操妾婦李氏所生，是年剛剛八歲，這樣的聯姻因為男女尚幼，其前程實在渺茫。
袁尚回到鄴城進一步整固城防，靜待曹軍的攻擊。鄴城經過韓馥、袁紹數任的建設和增修，城池非常堅固，袁尚因此認為可以抵擋曹軍的進攻。誰知袁尚在鄴城伸長了脖子等待曹軍，旬日之間，未見曹軍挪出黎城半步，審配於是建言道，曹軍之所以不敢進攻，是知鄴城建得固若金湯，既然曹軍不動，不如再揮師東進去攻袁譚，由審配留守鄴城，這樣兩不耽誤。袁尚向無見識，當然聽從審配之論。於是，袁尚領兵東出鄴城再攻平原，袁氏兄弟的隊伍又纏鬥起來。
袁氏兄弟不知道，曹操意欲他們兄弟纏鬥起來，在消耗彼此的實力後，也就創造了自己的出兵時機！當袁氏兄弟的隊伍在平原再度開戰後，曹操下令全軍拔營向鄴城進發，其前鋒進至鄴城南郊，與袁尚部將呂曠、高翔的三千人馬遭遇，雙方頓時混戰起來。曹軍畢竟人多，後續人馬很快將這三千人馬圍得結結實實，呂曠、高翔眼見要全軍覆滅，急忙號令部下放下武器，就在陣前投降了曹操。
曹操知道鄴城之堅固甚於當初的官渡，他不許將士們貿然持雲梯強攻，以減少無必要的傷亡。他先祭出袁紹頗有成效的兩招攻城之法：一曰壘土山向城內下射弩箭；二是開掘地道穿越城牆。然而，這兩招皆被鄴城內守軍一一化解，他們用拋石車擊退土山上的弓弩手，又在城內挖掘壕溝灌滿水。曹操看到城內守軍沿用己法來對付自己，不禁啼笑皆非。
某日呂曠、高翔求見曹操，他們奉上袁譚刻製的將軍印綬，並表達忠心道：“屬下降了曹司空，就應該遵奉曹司空的號令，萬萬不能再接他人的印綬。”
袁譚降了曹操心有不甘，暗暗派人入曹營送給呂曠和高翔印綬，彰顯複叛之心。
曹操令二人退出，然後對身邊人道：“袁譚竟然敢在我的鼻子下弄鬼，擺明了向我投降為無奈之舉。他一旦有了機會，肯定要反叛！”
郭嘉笑道：“主公之所以招降袁譚，欲使他們兄弟繼續相爭下去，就削弱了他們各自的勢力。袁譚就是現在反叛，主公已經達到了目的，他已然晚了。”
曹操頷首同意：“對呀，現在袁譚、袁尚兄弟二人爭鬥，袁熙和高幹為了自保作壁上觀。這四州若是合力與我為敵，確實很麻煩。嗬嗬，追根溯源，還是要感謝本初當初的分封之功啊！”
許攸頗有憂心：“我久在鄴城，知道鄴城城防堅固，急切難下啊！現在壘土山、掘地道之法皆無效，袁尚肯定會撤兵來回援鄴城。阿瞞，若到了這種局麵，滋味不好啊。”
曹操信心滿滿：“不妨，我知道袁尚肯定回援，已在其歸路上設好了埋伏。至於鄴城，哼，徐州的下邳城同樣堅固，卻被水淹城破。子廉，你領人馬驅農夫開鑿水溝，引漳水來灌鄴城，讓審配在城中嚐嚐漳水的滋味。”
曹洪這些年在下邳和官渡等地數次指揮土方工程，積累了豐富的經驗。他接令後召集周邊農夫開挖河渠，準備引來漳水；又毀去鄴城外的土山和地道，繞城開挖了周長四十裏的深溝。審配在城牆上觀看曹軍在城外忙碌，非常自信鄴城堅固的城防，笑謂左右道：“曹操難識鄴城城堅，他在這裏掘了一圈淺淺的壕溝，又有何用？”
審配不知道曹軍深諳水淹之法，那道壕溝隻是引水之用，最關鍵之處在於用崛起之土，繞著壕溝外圍形成了一道堤壩，就可將源源不斷而來的漳水圈入圍中，由此來灌城。
某日天剛微明，審配被人叫起，他登上圍牆舉目外觀，隻見城外一片白亮，堤壩圍子裏已經被水灌滿。原來昨日夜半之後，曹洪令渠首挖開漳水堤壩，使滔滔的漳水瀉入開挖好的溝渠之中，一個多時辰之後，漳水就奔入繞城的壕溝之中。隨著來水漸多，其湧滿壕溝後開始向圍子裏湧去，天色亮時，水在堤壩和城牆之間形成了鏡麵。
審配此時才知曹軍挖掘壕溝的用意，憂心地說道：“城牆係用夯土壘就，若浸泡日久，隻怕城牆不能承受。且水勢越來越大，勢必會湧入城內，城中存糧不多，若再無容身之房，如何是好？”
袁尚正與袁譚的隊伍交戰，雙方呈膠著狀態。袁尚起初得知了曹軍攻鄴城的消息，他並不理會，說道：“審正南有信心保鄴城不失，我們加一把力，待將正麵之敵打敗後，再回援不遲。”
審配看到鄴城成了一片澤國，知道事態緊急，急忙派人向袁尚求救。袁尚此時方知鄴城危在旦夕，就一麵埋怨審配不該建言分兵，一麵從前線回師向鄴城急奔。
袁尚部眾到了西山腳下，這裏距離鄴城僅有十七裏。猛聽到一聲梆子響，隻見兩側伏兵現身，前方去路上也現出了一彪人馬，為首將領正是張郃。袁尚看到張郃大怒，罵道：“背主的無恥小人，有何麵目回到冀州地麵？”
張郃也不示弱，回敬道：“冀州向為漢帝國土，我有皇帝詔封的官爵，為何就來不得？”
兩軍於是廝殺在一起。按說兩軍人數相當，但冀州軍在官渡之戰中全軍覆滅，袁譚和袁尚現在手頭的兵士多是倉促之間拚湊而成，如何能擋精良的曹軍？拚殺一陣之後，袁軍在陣地上丟下了千餘具屍體，就開始慢慢向後退卻，他們好歹退到了漳水彎曲處，恰逢天色已黑，袁尚檢視身邊餘眾不足五千人，隻好就地紮好營寨。袁尚此時已經鬥誌全無，就派人向曹營乞降。曹操此時就在袁營對麵，他閱罷袁尚降書，嘿嘿一笑道：“大敗虧輸後乞降，已然遲了。”
袁尚得訊後心如死灰，就在帳中徘徊愁思。夜半時分，袁尚決意乘夜突圍。他終於想明白一件事兒，就是天亮之後，自己這不足五千人難擋曹軍一擊，轉眼之間就會被曹軍分割殲滅殆盡。
曹軍發現袁尚營中有了動靜，立刻明白他們要突圍逃跑。張郃令部下大張火把，進行分進合擊，逼得袁軍拋下一切輜重四散逃跑。及至天明，除了袁尚隨帶八百人逃亡到中山（今河北定縣）以外，其他人或被擒或被殺，袁尚從此對曹操再無任何威脅。
袁尚主動脫離了與袁譚的纏鬥，回師援救鄴城，袁譚當即要追，郭圖止之曰：“顯思將軍莫非真的要和曹操以姻親之誼相處嗎？”
袁譚道：“郭公難道不知？現在正是夾擊袁尚小子的有利時機嗎？”
郭圖道：“我們當初事態緊急，無奈何之間方才降了曹操。現在曹操在鄴城苦鬥無法脫身，正是顯思將軍大顯身手的時候啊。”
袁譚明白了郭圖的心意：“難道郭公讓我再反曹操嗎？”
郭圖道：“曹操先敗本初公，再擊冀州，與袁家為世仇。你與顯甫將軍雖翻臉相攻，畢竟為自家兄弟，其血脈相連終有複合的時候。曹操雖與你約為親家，那是當不得真的，他一旦取得冀州，定會悔婚。”
袁譚認為郭圖說得有理，就罷攻袁尚，公然反叛曹操，領兵襲擊了已被曹軍占領的甘陵（今河北省清河縣）、安平（今河北省深州市）、渤海（今河北省南皮縣東北）、河間（今河北省今市）等地，以圖擴大地盤，欲與曹操分庭抗禮。
曹操令將繳獲的袁尚印綬節鉞衣服諸物攜之鄴城下，然後派出數名大嗓門人向城中喊話，言明袁尚已敗，以散去城中人堅守之心。
經過曹軍的重重圍困和漳水浸泡，城中已極度缺糧，每日都有人餓死。他們現在又看到袁尚的援軍被打散，則堅守變得毫無意義，由此人心大散。審配倒是抖擻精神，不斷給將士們打氣道：“曹軍已然疲憊萬分，袁冀州不在，袁幽州一樣能成我們的主帥。大家隻要堅守死戰，就能取得勝利。”某日，曹操巡視圍城情況，他有些托大，離城牆距離過近，審配看到便宜，立刻指揮射手箭射曹操，多虧曹操閃躲及時，方才逃過此厄。
審配又在城牆上看到辛毗追隨曹操身邊，怒道：“袁公之所以敗給曹操，實因這些吃裏爬外的小人太多了。”他下令將辛毗之兄辛評的家人悉數斬殺，並將其家人首級掛在城牆上示眾。
可惜審配獨木難支，最終還是其侄子、東門校尉審榮打開城門降了曹操。曹軍於是從東門魚貫而入，城中的守軍早已無心戀戰，他們見到曹軍前來，立刻繳械投降。審配堅持抵抗，奈何身邊人皆不聽話，審配以文士之力，不敵曹軍一普通士卒，他很快被生擒活捉，並押送至曹操麵前。
辛毗此時已知哥哥全家是被審配下令殺死，所謂仇人相見分外眼紅，他手持馬鞭揮擊審配之頭，怒罵道：“狗奴才，你今日死定了。”
審配顏色不改，扭頭反罵道：“無恥狗輩，冀州之所以被破，皆因你等背主狗輩之人！我恨不得親身殺你，將狗頭也懸於城牆之上。”
辛毗大怒，揮鞭再擊審配。曹操甚愛審配之才，還想將其勸降以為己用，就不許辛毗擊打審配，溫言道：“我知審正南為人忠貞，又有才識，鄴城多日難破，皆正南之功啊，我很佩服。”
審配怒道：“袁公當初待我有恩，我為其盡忠為分內之事，何必要你佩服？”曹操問道：“我常在城牆外巡視，有一事不明：城中糧草殆盡，為何弩箭卻有那麽多？莫非你當日為了多貯箭弩，以至於少貯了糧草？”
審配不直接回答，大約又想起那次差點擊中曹操的事情，就恨恨說道：“猶恨箭少！”
曹操不以為意道：“良禽擇木而棲。本初的許多故人，現在多歸我營，可見人心所向。嗯，我問你，知道是誰打開了鄴城的城門嗎？”
審配搖頭不知。
“就是你的侄子審榮。”
審配歎道：“這小子不足以用，乃至於此。”他又厲聲道，“曹操，不許你將我與許攸等小人類比，他們為降虜，我為忠臣，斷不會苟且偷生！”
審配意氣雄壯，始終不肯屈服。曹操雖有心招攬，但也無法可想。他那一時刻忽然憶起袁紹的好處，心道袁紹有審配、沮授等忠心之人，不枉了他在冀州經營多年，看來袁紹並非一無是處。其實袁紹在冀州行政以寬著稱，百姓甚是愛戴，當袁紹死訊傳出，河北仕民莫不傷悲，如同喪親。曹操在此一念之際，就動了去祭祀袁紹的念頭。
看到審配堅決不降，辛毗又在一側號哭不已，許攸也到曹操麵前要殺審配。曹操最終下定決心，喚人過來將審配牽走殺掉。
許攸大為高興，看到鄴城已被曹軍全部占領，就大聲說道：“阿瞞，鄴城終於被下！哈哈，沒有我當**訪官渡城，你今日得不到冀州吧？”
曹操心底裏忽然湧起一陣厭惡，但臉上猶有微笑，頷首道：“不錯，你說得對。”
兩日後，曹操令人備好太牢之禮，親到袁紹墓上進行祭奠。曹操一麵念祭文，一麵想起他與袁紹自幼相熟嬉戲，此後仕途上及起兵之初多得袁紹提攜，就怔怔地流下了眼淚。其實曹操之所以來祭袁紹，是因為袁紹在冀州頗有人望，曹操想以此表演來收取冀州人心。然他在讀祭文的時候，想起了他與袁紹交往的過程，忽然感到袁紹確有長兄之風，他由此涕淚橫流，卻也不是虛情。
曹操又親往袁紹之宅慰勞其妻，他口中呼其“嫂子”不斷，將此前將士從袁宅劫掠走的寶物悉數歸還，另賜以雜物盒繒絮，並向袁妻保證，今後冀州府以州牧的俸祿標準，按月供應袁宅食糧。
旬日之間，鄴城及其周邊徹底安頓下來。曹操經過深思熟慮，派出使者奉表回許都，要求漢獻帝將自己冊為冀州牧，為避人口舌，曹操還同時要求辭去兗州牧。
漢獻帝當然言聽計從，立刻授任曹操為冀州牧。曹操就在州牧府坐堂，當堂頒下了兩道政令：一是免除冀州當年租賦，其令中寫道“河北罹袁氏之難，其令無出今年租賦！”二是打擊豪強兼並之法，規定“其收田租畝四升，戶出絹二匹、綿二斤而已。他不得擅興發。郡國守相明檢查之，無令強民有所隱藏，而弱民兼賦也。”這兩道政令對百姓而言實為天大的喜訊，冀州百姓喜悅不勝。
荀彧洞察了曹操的心意，遂勸道：“許都地狹，鄴城居於諸州中間，實為形勝之地。主公以冀州牧的身份署理州務，若常居許都，對其他州則有阻礙，有失公平啊。”
曹操見荀彧的提議說到了自己心坎裏，因笑道：“文若眼界寬廣，既然這樣不妥，說說你的主意。”
荀彧道：“屬下以為，主公應將司空府移至鄴城，這樣就可署理天下大事。至於許都那裏，皇帝陛下有王郎、華歆、滿寵等人輔佐，可保許都與鄴城之間政令暢通。”
荀彧的提議，其實為一個重大的舉措。若皇帝留在許都，將司空府遷移至鄴城，皇帝就成為一個純粹的空架子，則今後的軍令、政令皆要從鄴城發出，鄴城就成為今後一個時期的權力中心。
郭嘉顯然也讚同荀彧此議，插言道：“司空府若移入鄴城，主公今後任用府掾時，宜多用青、冀、幽、並四州人氏。”
荀彧和郭嘉是曹操近期最為倚重的謀士，二人今日異口同聲要求將司空府遷入鄴城，正好說到曹操的心坎上。此事就這樣定了下來，許都的許多官吏也就分批遷入了鄴城。
某日，有人來報許攸入鄴城後越發狂妄，他曾有一日出了鄴城東門，忽然回首狂笑一聲，手指東門對身邊左右道：“沒有我的功勞，阿瞞家能夠入此門嗎？”
曹操早已不耐煩許攸的狂妄之態，他日日呼曹操為“阿瞞”，曹操感到日益刺耳。他聞言大怒，就派人將許攸收執獄中，數日後，許攸竟然在獄中不明不白死去！
袁譚叛了曹操，趁著曹操無暇東顧的當兒，連下數縣，其兵鋒逼近了中山。其時，袁尚兵敗後帶領殘兵逃入中山城中，正在那裏苟延殘喘。袁譚得知幼弟就在前方城中，如同見了仇人分外眼紅，就喝令部下全力攻打。袁尚兵弱，哪兒敢對陣？他急忙領兵開了城北門向北逃竄，一徑逃到了幽州府，自是要投奔二哥袁熙。
袁熙見袁尚身邊僅餘數百人，就對袁譚惱怒非常，罵道：“過繼人子，其心必異！他對曹賊在冀州肆虐不管不問，甚至降了曹賊，卻對自家親兄弟一味追剿。”
袁尚想起自己對袁譚的防範和掣肘，心道袁譚所以和自己翻臉，也不能全怪袁譚。現在自己再無實力與他人相爭，隻好老老實實跟隨二哥過活罷了。
袁譚悉收袁尚之眾，擁兵還屯龍湊（今山東省平原縣南）。袁譚是時連得數縣，又逐走袁尚，正是誌得意滿的時候。殊不知，袁熙與高幹斷不會與他聯手，他其實把自己完全置於孤立無援之地。
曹操還是先禮後兵，派人送給袁譚書信，書中痛責袁譚失約，與之絕婚，並將袁譚之女送還。袁譚此時方才環視身邊，除了一個郭圖不離不棄之外，再無其他人相依，手下雖有萬餘甲士，但如何是久曆戰陣的曹軍對手？袁譚那一時刻心生恐懼，感到龍湊城防簡陋難擋曹軍一擊，遂拔營而起，就放棄了龍湊而走保南皮。
曹軍還是如影隨形而至，他們入平原郡略定諸縣後，就揮師將南皮縣團團圍定。是時為建安十年（公元205年）正月，又是朔風強勁、天寒地凍的時節，曹軍冒著風雪攻擊南皮城，奈何南皮城防緊固，袁譚又令人黑夜裏將城牆用水澆灌，城牆於是變得溜滑無比，所以曹軍初戰受挫。
曹操眼望溜滑光亮的城牆，心中萌發退意，說道不如待春來天暖，再來攻擊。
郭嘉是時日侍曹操身邊，兩人甚至到了“行則同車，坐則同席”的地步，兩人非為主仆實為摯友。郭嘉見曹操萌生退意，急忙止之道：“今千裏來追擊敵人，若進不能戰勝之，退回必定喪威！若戰事延緩日久，現在大軍深入，難以持久啊。我軍初攻稍挫，敵軍定會生出驕心，宜繼續進攻，可一舉克之。”
曹操如今感受到郭嘉的計策從無失策，他現在厲言繼續進攻，曹操遂整頓兵馬再戰。曹操令軍中搬出所有的拋石車、強弓硬弩、雲梯、巨木等物，向南皮城發起一波波的衝鋒。袁譚指揮手下憑城堅守，抵禦了曹軍凶猛的進攻，午時過後，南皮城依然巋然不動。
曹操眼望空中，今日是一個陰晦的天氣，時辰剛過午時，天光暗淡得很。曹操心裏著急，若今日不能攻下南皮，到了明日己軍的銳氣肯定受挫，則對進攻不利。他於是令人抬起一隻巨大的戰鼓到陣前，自己則脫掉上身甲胄，然後雙手各執桴錘親自到陣前擂鼓。
曹軍將士眼見主帥親自執桴擂鼓，由此振奮精神，人人不懼敵方箭矢，奮勇持雲梯登城。僅僅半個時辰，曹軍前鋒就越過城牆攻下城內，其後不久，隻聽轟然一聲，大門被曹軍從內打開，曹軍的後續人馬如水瀉地，南皮城由是被攻陷。
袁譚和郭圖及其家人悉數被擒，曹操無心與他們會麵，說道：“這些反複無情之人，留之何益？統統殺掉！”袁譚被斬之後，曹操令將其首級掛在城門上示眾，並下令道：“敢哭之人，戮其妻子。”
袁譚及其手下被滅，標誌著冀州全入曹操之手。
王修當初跟隨袁譚降了曹操之後，一直負責為曹軍運送軍糧，袁譚複叛曹操，王修未曾跟隨。他這日從樂安運糧到了南皮，仰頭看到袁譚的首級懸在城門之上，遂伏地大哭，被人擒至曹操麵前，曹操不悅道：“你難道不知我已下令不準哭之嗎？”
王修叩首道：“屬下曾受過袁氏的厚恩，若讓我得以收斂顯思將軍之屍，再讓我死，終不後悔。”
曹操此時對自己殺戮過重有了悔意，就稱讚了王修的義氣，同意其葬了袁譚和郭圖及其家人，然後繼續督運軍糧。
王修此時也佩服曹操的大氣，又建言道：“謝曹司空不殺之恩。屬下還以為顯思將軍在青州和冀州之東頗有影響，曹司空今日禮葬其屍，若能再派一名顯思將軍的屬吏，到這些地方宣傳明教，其效果更好。”
曹操於是微笑道：“你禮葬他們之後，不用去運糧了，就作為我的特使到這些地方巡回吧。你要告諭吏民，使他們各安故業，勿得相侵。”
王修當初奉袁譚之令領兵來援，青州防衛大為削弱，臧霸因而大舉進攻，很快就占領了青州大半地麵。曹操現在接受了王修的建言，派王修這樣一位新降之人充當使者宣教，王修為青州及冀東仕民熟識之人，他一出麵就是一個活生生的例子，對穩定局勢和安定民心，起到了積極的作用。
這樣一來，曹操事實就掌控了冀州、青州二州。
待曹操回師鄴城，某日從幽州來人奉上袁熙將領焦觸和張南的書信，曹操閱罷，臉色大為喜歡，並將書信遍示身邊眾人。
原來焦觸和張南係袁熙手下的重要將領，他們分統幽州的所有兵力。袁尚逃歸幽州來投奔袁熙，焦觸和張南方悟，昔日天下最為強大的冀州軍已經土崩瓦解，那麽幽州的這點兵力也難擋曹軍一擊！兩人商議數回，決定發起兵變。
然焦觸和張南行事不密，其發動兵變前被袁熙得知，使袁熙、袁尚兄弟得以帶領家人和從人向北逃竄，一徑逃到曾得袁紹恩惠的烏桓（亦稱烏丸，原為東胡部落一支，主要在遼西一帶生活）首領蹋頓那裏容身。
袁熙逃走，幽州就落入焦觸和張南之手，二人還算明智，沒有自立為王，立刻派出使者去鄴城，向曹操示以歸順之意。
曹操初聞此訊，有些不相信是真的。他剛剛斬殺袁譚，那麽幽州的袁熙和袁尚、並州的高幹肯定是他下一步的攻擊目標。現在不用自己的吹灰之力，焦觸和張南就將偌大的幽州拱手送到自己麵前，不由得感歎道：“天欲亡袁氏，看來人力難返啊。設若袁氏兄弟同心對外，其手下將領焉能萌發異心？”
賈詡祝賀道：“主公兵不血刃，使幽州舉州來降，此為最大的善政！主公宜上表皇帝，授任幽州一幹人職守。”
曹操道：“我想好了，請皇帝授焦觸為幽州牧，張南為車騎將軍，二人還要封侯。幽州那裏，就由這二人把守看管。嘿，袁氏兄弟似腳板抹油，溜得挺快。”
郭嘉頗有憂色，歎道：“他們兄弟為何不往投並州高幹呢？卻偏偏投奔了蹋頓！”
董昭有些不解：“奉孝，袁氏兄弟或奔並州或奔烏桓，有何區別？”
郭嘉道：“並州所恃，不過太行山險峻罷了；而烏桓以善戰著稱，其馬軍征戰之力，中原之軍難以匹敵，且蹋頓多受袁紹之恩，他勢必聽從袁氏兄弟與我為敵。如此一來，他們動輒呼嘯南下，會成為我軍的大患。匈奴人為禍北境許多年，烏桓會步其後塵繼續為禍。”
曹操目視郭嘉道：“奉孝所言，認為是蹋頓威脅最大。眼前西有高幹盤踞壺關欲東侵，南有劉表在荊州日益壯大，我難道舍棄這二處敵手，專力攻擊蹋頓嗎？”
郭嘉道：“主公此前派出李典和樂進在壺關與高幹相持，所以未破壺關，是因為主公那時候要專力對付袁譚、袁尚，未使全力。若想攻破並州，主公添兵相攻，再讓鍾繇自河東郡北進，則高幹必敗，所以並州不足慮也。至於劉表，他這些年雖以荊州為本壯大實力，但守成之心不改，斷不會北進找主公的麻煩。屬下堅定認為，主公大可放心遠征，就是留下一個無城防的許都也無妨。”
董昭插話道：“要知新野那裏還有一個劉備。”
郭嘉道：“劉備胸有大誌，但在新野難施拳腳。他手下有兵不過萬能有何用處？劉備當然想擴軍，然劉表心懷警惕，豈能容劉備在自己的眼皮底下擴軍備戰？所以，劉備不足慮也。”
曹操道：“奉孝的話很有道理，我這些日子會多加考慮的。眼前之事，務必以拿下並州為要！高幹以為有了太行山之險，我就無可奈何，且看我如何拿下壺關。”
曹操這樣說話，自是要親自帶兵前去攻打並州。他又派人前去知會鍾繇，讓他自河東郡向北攻擊，這樣自己領兵攻破壺關之後，就可對高幹形成夾擊之勢，則高幹敗局已定。
當然，曹操認真地考慮了郭嘉的建言，開始為北擊烏桓做一些事前準備。北地苦寒，大軍若往征，首要考慮的就是糧道順暢，因為大軍一旦入了北地，想就地征糧純粹是妄想。董昭此時向曹操獻計，可以解決北征烏桓的糧道運輸問題：開鑿平虜渠與泉州渠入海通運。
平虜渠自呼沲（今河北省滹沱河）入弧水（今河北省沙河），即今南運河的前身；泉州渠（此泉州在今天津市武清區西）從溝河口（今天津市寶坻區東）鑿入潞河（今北京市通州區境內北運河），二渠鑿成後皆通入海，糧草經漕運後入海，再船運至遼西。
董昭罷冀州牧後，轉任為諫議大夫、司空軍祭酒，現在向曹操獻海運之計，曹操大喜，遂讓董昭主持開鑿兩渠，又上表漢獻帝，封董昭為千秋亭侯。
太行山南北橫在並州與冀州、幽州之間，古來形成了八條咽喉通道來通行東西，號為“太行八陘”（軍都陘、蒲陰陘、飛狐陘、井陘、滏口陘、白陘、太行陘、軹關陘）。這些咽喉通道的緊要處皆設有關隘，並州占領者每至戰端一起，就以重兵守此八個關隘，端的是“一夫當關萬夫莫開”。壺關位於白陘的東頭，出關後可以南渡黃河，北擊冀州和幽州，是一個易守難攻的軍事要地。
當曹操忙於剿滅袁氏兄弟的時候，為了防止高幹領兵竄入冀州，曹操命令李典和樂進領兵攻打壺關，他不奢望一舉攻克壺關，隻要高幹不東出添亂即可。
建安十一年（公元206年）正月，曹操帶領三萬兵馬親征高幹。他們出了鄴城向西行軍，一路上地勢漸升，氣溫也越發降低。進入太行山脈之中後，其路窄崎嶇難行，山中氣候多變，往往一陣北風刮來之後，落雪也翩然而至。曹軍這些年雖多曆戰陣，磨煉成為一支吃苦耐勞善戰的隊伍，但行在這艱辛的山路之中，又曆天氣苦寒難耐，竟有一些人倒斃路邊。
曹操令李典、樂進繼續攻打壺關，他率領大隊人馬繞過壺關，從新探知的一個名為羊腸阪的小道翻越太行山，然後直插上黨（今山西省長治市），然後從後麵去攻壺關，此天險也就變得毫無用處。
大軍從羊腸阪行走的時候，其艱辛程度難以敘說。曹操一開始還能趴在馬上行走，到了後來隻能舍馬步行，此時不用考慮敵方會來進攻，僅考慮如何戰勝險峻的道路和惡劣的天氣即成。曹操也是苦中作樂，竟然和著漫天的飛雪作成一詩，名為《苦寒行》，詩曰：
北上太行山，艱哉何巍巍！羊腸阪詰屈，車輪為之摧。
樹木何蕭瑟，北風聲正悲。熊羆對我蹲，虎豹夾路啼。
溪穀少人民，雪落何霏霏！延頸長歎息，遠行多所懷。
我心何怫鬱，思欲一東歸。水深橋梁絕，中路正徘徊。
迷惑失故路，薄暮無宿棲。行行日已遠，人馬同時饑。
擔囊行取薪，斧冰持作糜。悲彼東山詩，悠悠使我哀。
這首詩雖為從軍之作，然其取境闊遠，用筆沉鬱頓挫又蒼涼悲壯，實為建安年間的佳詩。曹操作為一個殺伐決斷的大軍主帥，不畏艱苦親曆萬難之境，又在險境中抒發了不畏艱苦、奮發向上的樂觀情懷，有此情懷者，自古至此，唯曹操一人而已。
高幹聞知曹操親自率兵來攻打並州，他深知以並州之力難擋曹操大軍，壺關等太行山關隘雖能阻擋一時，終有被攻破的時候。於是，高幹令部將各自憑關據守，他自己帶領數百從人向北狂奔，深入匈奴地界，向匈奴單於呼廚泉求救。該單於係南匈奴首領，漢朝人往往稱之為“左賢王”。這個左賢王時刻關注著南朝的勢力消長，當然知道曹操取得官渡之戰的勝利，又相繼拿下青、冀、幽三州，他不肯因此樹一強敵，就回絕了高幹的請求。
當高幹返回上黨的時候，壺關已經被曹操攻破，上黨也是朝不保夕。高幹見機甚快，就沿途收攏殘兵向河東郡退卻，意欲和衛固、範先等河東勢力會合後，或者經營河東，或者渡過黃河投奔劉表。他不知道鍾繇早在那裏張網以待，鍾繇此時將馬超、龐德率領的涼州兵招至麾下，某日在聞喜與高幹的人馬對陣。兩軍對陣後廝殺了一個白日，鍾繇仗著涼州兵的馬軍善戰，最終戰勝了高幹。
高幹匹馬向南奔逃，雖好歹渡過了黃河，到了弘農郡被人識出了身份，他被殺以後，首級還被砍下獻給了曹操。
並州因此落入曹操之手，並讓鍾繇兼知並州牧。
曹操返回鄴城，休整數日後，又傳令各部，讓他們做好北征烏桓的準備。
烏桓在漢靈帝時漸漸強大，形成了四大頭領統治了廣大的區域：難樓在上穀郡（今河北省易縣和懷來縣）統領了九千多個部落；烏延在右北平郡（今河北省承德市、遵化市、唐山市一部及內蒙古寧城縣）統領八百多個部落；丘力居在遼西郡（今河北省東北部及遼寧省西南部）統領五千多個部落；蘇仆延在遼東郡（今遼東半島及周邊區域）統領了一千多個部落。到了漢獻帝時，丘力居的侄子蹋頓成為遼東、遼西和右北平郡的烏桓首領，還裹脅漢人十萬餘戶受其管轄。袁紹其時與公孫瓚相持，蹋頓遣使要求袁紹和親，並表示願意協助袁紹共擊公孫瓚。袁紹為了籠絡蹋頓，就假借皇帝的名義賜烏桓各部大人皆為單於，蹋頓為王，並選來貌美之女冒充是自己的女兒和侄女嫁給蹋頓等人，烏桓就與袁紹形成了結盟的關係。因為袁紹曾經厚待過烏桓，所以袁熙、袁尚兄弟馬上就投奔了烏桓。
當初郭嘉力主進軍烏桓，曹操也同意，並派董昭主持開鑿溝渠以通糧道，現在又發出將出征的命令，不料遭到曹洪等一幹人的反對。
曹洪向曹操進言道：“哥哥，現在已將袁氏竊取的四州奪回，將士們自官渡之戰後，數年裏南征北戰、疲憊不已，該是休息的時候了。”
曹操道：“天下正是靖難的時候，若猝然中止，極易貽失戰機，對興國大業有損。”
曹洪繼續反對道：“袁尚乃一亡虜，正是失勢之時，烏桓為夷狄之人貪而無親，豈能為袁尚之輩驅使？哥哥派使向蹋頓陳說厲害，他許是會綁了袁尚來向哥哥示好哩。”
夏侯惇也離席說道：“子廉言之有理。袁熙、袁尚為窮寇，有句話叫作‘窮寇勿追’，且其與烏桓難以融合，我們不去征討，他們許是會內鬥哩。”
曹操想不通他們兩人為何反對進兵烏桓，莫非他們有些厭戰嗎？因而決然說道：“蹋頓已領三郡烏桓之眾，並漸有一統烏桓之勢。現在袁氏兄弟往投，聽說冀、幽漢民有十餘萬戶被裹脅而去。那蹋頓正是誌得意滿之時，易生圖謀中原之心，且袁氏四州之民雖已臣服，畢竟人心不穩，若他們聯手南下，勢必成為最大的禍患，幽州首先不穩！”
曹洪道：“哥哥防備北方，難道對劉表和劉備就不設防嗎？”
曹操道：“我所以對劉表、劉備不作防備，是因為奉孝早有預言，奉孝，你且對子廉他們說說你的道理。”
郭嘉於是起身言道：“主公剛才說了，若舍北而南征劉表，則烏桓與袁氏勢力聯手，恐怕幽州、冀州會得而複失。我所以不憂劉表、劉備，緣於劉表好空談闊論，又好猜忌，自知難以駕馭劉備，雖表麵用之而心中暗疑，則劉表和劉備難有合力，反而掣肘互有狐疑，因此許都就是成為一座空城，也不用防備。”
曹操道：“奉孝說得輕鬆，然許都非為空城，奉孝曾建言滿伯寧駐守汝南郡，張繡駐守南陽郡，即是專為防守二劉的。萬一他們來攻，滿伯寧和張繡也能抵擋一段時間，我軍可以從容馳援。”
郭嘉道：“主公所言甚為穩妥。至於烏桓，那蹋頓恃其地處偏遠，必不設防。我軍可乘其無備，突然擊之，可一鼓而滅。”
座中的荀彧、荀攸、賈詡、毛玠等人未發一言，顯是對征討烏桓並不讚成。憑常理而論，袁熙、袁尚帶領親隨不過千餘人，難對曹操構成威脅。至於袁氏兄弟請蹋頓幫助出兵，這些異族首領最了解中原勢力的此消彼長，當初袁紹勢強，烏桓當然願意結盟；如今曹操以皇帝之名一統北方諸州，其勢力強過袁紹，蹋頓難道願意樹立為強敵嗎？
曹操眼見這些謀士不發言，心裏明白他們定有所思，因麵向荀彧道：“我去遠征烏桓，鄴城這裏就累文若照應了。想起官渡之戰時，我在前線，文若在許都為後援，果然取得大勝。文若，你有話要說嗎？”
荀彧拱手道：“主公新取鄴城，卻與許都不同。屬下唯望主公早日大捷，使北方大定，屬下也可卸下戰戰兢兢之心。”
曹操聽出了荀彧話中的機鋒，因而笑道：“文若說出戰戰兢兢之言，是不讚成我遠征塞外了。諸位，我所以認可奉孝之言，又讓董公仁掘通二渠，就是下定了遠征烏桓之心。現在北方諸夷中，唯烏桓這些年借著中原之亂，他們四處擴充地盤，又裹脅漢民，這個蹋頓更是一統三郡烏桓，若任其坐大，後患無窮。袁氏兄弟投奔烏桓，為我征討烏桓提供了一個好理由。你們說，是等烏桓坐大了再去征討，還是其勢初起時就順手剿之呢？”
眾人想起為禍中原多年的匈奴人，現在蹋頓治下的三郡烏桓人正在起勢階段，若任其坐大，一旦形成匈奴之勢，確實麻煩。眾人看到曹操堅定信念必征烏桓，也就遵從其意見做好出征的準備。
建安十二年（公元207年）三月初十，鄴城正是暮春的季節，曹操集合了六萬精兵出征，其主要將領悉數跟隨。大軍斜向北行，一路經過廣平郡、巨鹿郡、博陵郡和河間郡到達易縣（今河北省雄縣北）。曹軍的這六萬大軍雖大半為馬軍，但烏桓所居為塞外苦寒之地，隨軍攜帶了大量的糧草、冬衣以及各種攻城之具，大部分馬匹充當了運輸之具，所以一路行來速度極慢，到了易縣時已進入五月了。
五月的易縣已是熱浪滾滾，郭嘉連日以來感受熾熱的陽光，心裏越發煩躁不已。他這日實在忍不住，找到曹操催促道：“兵貴神速。今千裏襲人，輜重多，難以快步行走，蹋頓定能偵知我方動靜，肯定設防備。”
曹操見郭嘉身子瘦弱，天氣如此炎熱，他猶穿一件夾衣。因為心急，他說了這樣一番話後，臉色變得潮紅，且咳嗽連連，遂關心問道：“你的身子有些不好，從此不用隨軍行走，就留在易縣歇息吧。”
郭嘉搖頭不許：“不行！我力主此戰，除了主公認可以外，其他人多是反對。我若不能隨軍讚畫軍機，如何心安？主公，我想好了，可讓子廉將軍帶領輜重隊伍隨後慢慢行走，我等帶領輕兵兼道以出，以掩其不意。”
出其不意、掩其不備，向為曹操最常用的攻擊利器，他當然接受郭嘉的建議，但又瞧著郭嘉瘦弱的身子，不無憂慮說道：“輕兵急進挺好，隻是要日日策馬疾行，你這樣的身子能承受嗎？”
郭嘉道：“主公能否大定北方?要畢其功於一役！我就是拚上小命，其實不枉。”
曹操怪其所言不祥，他又招來許褚，讓許褚不用護衛自己而專侍郭嘉，並囑咐道：“要選上數匹行進最為穩妥之馬，並用最為舒適的鞍鐙，確保奉孝行走安全。仲康，你此行保奉孝毫毛未損，其戰功強於生擒蹋頓。”
許褚當然知道郭嘉的重要性，急忙躬身答應，並誓言道：“請主公放心，屬下就是拚著性命不要，也要保護郭祭酒的萬全！”
次日，曹操就聽從了郭嘉的意見，將輜重分出，然後輕兵急進，很快就到了無終（今天津市薊縣）。從此向北而行，多為濱海地麵，出了漁陽郡之後，就進入蹋頓所控製的右北平郡。
然而此時已經進入了夏雨季節，海邊多雨，使曹軍行走困難，其戰具和衣物被淋濕，人們需要牽馬而行，行進速度也大大降低。他們好歹行到了臨榆縣（今河北省秦皇島市山海關區），已經到了夏七月，隻見這裏雨水更大，濱海低窪之地被雨水灌滿，前去探路的斥候來報，蹋頓顯然已知曹軍前來攻打的訊息，已在沿途諸多關隘布置好了重兵。
曹操聞知，心中煩悶無比，他向郭嘉言道：“道路濘滯不通，烏桓添兵守備，我軍難以通過，如何是好?”
郭嘉也默默無語，如此情景，他也無法可想。
曹操正在一籌莫展的時候，許褚通報，蓚（今河北省景縣）令田疇欲入帳求見。
田疇，字子泰，右北平無終人，曾為幽州牧劉虞從事。當劉虞被公孫瓚殺害後，田疇率宗族及親隨數百人入無終山中居住。袁氏父子曾先後征召，田疇不應。曹操北征烏桓，遣使征召田疇，田疇早就痛恨烏桓掠殺當地士人，因欣然從召。曹操於是舉茂才，拜田疇為蓚令，讓其隨軍聽用。
曹操曾經與田疇交談過，田疇也曾經敘說過征討烏桓之策。算起來，田疇實為了解烏桓之人，曹軍中，這樣的人兒其實太少。曹操腦中忽然一閃念，認為田疇求見定是與烏桓有關，遂立刻召見。