当曹操在许昌扩充势力，准备独霸中原的时候，袁绍也占据了冀、青、幽、并四个州，积聚了雄厚的经济力量和军事力量，成为北方最强大的割据力量，隔黄河与曹操抗衡。为了争夺中原地区的控制权，两军不久就展开了一场决定性的大战——官渡（今河南中牟）之战。
二牛耕地砖画公元200年，袁绍亲自率军从邺城（今河南安阳）出发，进攻许昌。那时，袁绍拥有军队数十万，而且后方巩固，兵精粮足；而曹操能用以抵抗袁绍的军队只有一两万人，并且所占据的地方战乱连绵，物资供应远不丰富。但是，袁绍固执己见，不肯听从别人意见，先后在白马（今河南滑县）、延津一带被曹操打败，损失了不少兵将。袁军接连打了两次败仗，士气非常低落。但袁绍自恃兵多，坚持率领大军渡过黄河，直逼官渡，想同曹操的主力军队进行决战。
官渡是南北交通的咽喉之地，距离许昌只有100公里。如果官渡失守，许昌就失去了屏障。因此，曹操初战胜利后，就主动撤兵退守官渡，坚壁不出，等待时机，与袁绍军队相持了长达半年之久。
这时，袁绍帐下的谋士不和，相互攻击。一个名叫许攸的人趁机投奔了曹操，告诉曹操袁绍刚刚在乌巢（今河南延津东南）囤积了1万车的军粮，并建议曹操出奇兵偷袭乌巢。曹操接受了这个建议。他率领了5000精锐骑兵，夜袭乌巢，放火烧掉了袁绍的军粮。正在官渡前线的袁绍听说乌巢被袭，吓得目瞪口呆。袁军军心也发生动摇，内部开始混乱。袁军的几位大将见大势已去，都投降了曹操。
袁绍还想将计就计，袭击曹操大本营，切断他的归路。没想到袁军进到曹营时，却受到曹军的腹背夹击，袁军一下子损失了七八万人。袁绍连吃败仗，粮食被烧，众叛亲离，只好带着剩下的800骑兵，渡过黄河，向北逃窜。
官渡之战，曹操以弱胜强，一举消灭了袁绍的主力。他乘胜追击，继续向袁绍占领的地区进军，很快就统一了北方。
