局势
建安三年（198年）年底，曹操消灭吕布，大体统一了河南。 四年春，袁绍消灭公孙瓒，统一了河北.
军事力量,袁绍占有很大优势。在兵力和装备方 面，估计拥有十几万或二十几万兵力，其中精兵约10万，骑兵数 量多而精锐，曹操兵力估计约数万。
外交关系上，袁绍与北方的乌桓、鲜卑，关系和睦，对南作战无后顾之忧；而曹操西有马腾、韩遂，南有孙策、刘表、张绣。
政治上，曹操已经“挟天子以令诸侯”，袁绍贸然对曹操用兵，名不正言不顺。
准备
袁绍做了以下准备：
1选精兵10万，战马万匹，组建南下天军,同时改组玫组军队领导，因郭图等人的谗言沮授监统全军的指挥权被免去。
2、以审配、逢纪主持后方事务，征送粮草，支援前线。
3、派人联络刘表、 张绣，争取造成南北夹击曹操。
曹操的应对：
1，消除部下对袁绍的恐惧情绪，郭嘉“十胜十败”分析结果魏曹军必胜。
2，与南邻强敌修好，与孙策结为儿女亲家，招降张绣，和刘表修好，令其维持中立。
3，派刘备东出徐州切断袁术与袁绍联合的企图。
4，以白马、官渡、许都为主要方向组织防御，再以天子诏书，令渔阳太守鲜于辅都督幽州六郡，反过来牵制袁绍的侧后。
决战
曹操先打败刘备，刘备在徐州击败袁术后他杀了曹操任命的徐州刺史车胄，抢先反曹操，他利用其号召力，徐州多地纷纷响应。
曹操曾对刘备说过“今天下英雄，唯使君与操耳”，自然不可对刘备掉以轻心，为避免自己的后方出事，远离许都，东征刘备。刘备全军溃散，妻儿、关羽被俘，张飞落草。刘备只身北投袁绍。
建安五年（200年）正月，袁绍向各州郡发布檄文，声讨曹操，率四州10万大军进军 黄河北岸重镇黎阳，令大将颜良为先头部队渡河，夺取黎阳对岸白马，掩护主力渡河。
曹操用荀攸声东击西之计，先到延津，佯装渡河袭击诱导袁军分兵向西来援，然后轻军兼程奔袭白马，这一仗颜良被关羽所杀。
白马之战胜利后，曹操又在延津斩杀文丑，取得胜利，随后退至官渡防守。
之后，进入了两军相持的阶段。七月，袁绍以优势兵力进军阳武大败曹军。曹操与袁绍交战不利，只能被动防守，期间还爆发了汝南郡黄巾军刘辟叛变，被曹仁平定下来。
十月，袁绍派遣淳于琼率兵万余护送军粮，屯宿乌巢，袁绍谋士许攸与袁绍决裂，投奔曹操并献计攻打其乌巢，曹操率五千骑兵纵火围攻，出奇制胜，斩淳于琼，将袁军物资全部焚毁。袁绍大军只后方有变，军心大乱，袁绍大败往北奔逃，主力部队几乎被全歼。
影响
袁绍在这场战争中，不仅损失了大部分主力，也失去了很多大将，或死或降或叛，再无实力与曹操争霸。解除北方危机，为曹操奠定统一河北的契机，建安七年（202年），袁绍病死，其两个儿子袁谭、袁尚争位，河北大乱，曹操趁机统一北方