同年十月，袁绍又派车运粮，并令淳于琼率兵万人护送，屯积在袁军大营以北约20 公里的故市(河南延津县内)、乌巢(今河南延津东南)。恰在这时，袁绍谋士许攸投降曹操，建议曹操轻兵奇袭乌巢，烧其辎重。曹操立即付诸实行，留曹洪、荀攸守营垒，亲自率领步骑5000，冒用袁军旗号，衔枚缚马口，每人带一束柴草，利用夜暗走小路偷袭乌巢。到达后立即围攻放火。袁绍听说曹操袭击乌巢，又作出错误处置，只派一部兵力救援乌巢，用主力猛攻官渡曹军营垒。哪知曹营坚固，攻打不下。当曹军急攻乌巢淳于琼营时，袁绍增援的部队已经迫近。曹操励士死战，大破袁军，杀淳于琼，并烧毁其全部粮草。乌巢粮草被烧的消息传到袁军前线，袁军军心动摇，内部分裂。曹军乘势出击,大败袁军。袁绍仓惶带800骑退回河北，曹军先后歼灭和坑杀袁军7万余人，官渡之战就这样以曹胜袁败而告结束。
赤壁之战
建安十三年，开辟玄武池训练水军。六月，曹操废三公，恢复丞相制度，并自任汉朝丞相。基本平定北方后，兵锋转而南向。建安十三年七月，进军南征荆州刘表。八月，刘表病死，其子刘琮接任荆州牧。九月，曹操大军进至新野(今属河南)，刘琮以为无法抵挡，举荆州之众投降曹操。
