这时，袁绍也收到了乌巢被袭的消息，对长子袁谭道“那就用围魏救赵之计，即使曹操能打下乌巢，但他的老巢被我们攻占，看他还能到哪里去”命手下两员大将高览、张郃率兵前去攻打曹营。张郃道“曹操善于用兵，营内必有防备。不如先去救淳于琼。否则若曹营攻不下，乌巢反被曹军攻下，则大事去矣”但在郭图的一再建议下，袁绍还是决定只派轻骑去救淳于琼，而以重兵攻打操营。
当袁绍的轻骑赶到乌巢时，部下向曹操报告“援兵已到，请分兵拒之”曹操也不回头，怒道“等敌人到我背后了，你再来报告”命士卒拼死战斗，终于大破袁军，斩杀淳于琼、眭元进、韩莒子、吕威璜、赵睿等千余人，然后割下他们的鼻子、牛马割下脣舌。送去给袁绍看，以扰乱其军心。
而在另一边，张郃、高览也久攻曹营不下，只能收兵回营，再作计较。可郭图怕袁绍追究自己刚才坚持‘围魏救赵’而导致大败，便想祸水东引，向袁绍进谗道“张郃以败为喜，不肯效力。现已退兵”袁绍大怒，便欲将张郃、高览二人治罪。
但张、高二人先一步得到消息。走投无路之下，他们选择了去曹营投降。曹洪还疑不敢受。荀攸道“二将来降，必是真心。不用怀疑”乃受之。
官渡之战至此，袁军终于因惊扰而大溃。袁绍、袁谭父子幅巾乘马，只率八百骑，抛弃大军，渡河北逃。曹操追之不及，只来得及收取袁绍匆忙扔下的辎重、图书、珍宝。曹操还下令将投降的袁军尽数坑杀。官渡之战，袁军共伤亡七万余人。
袁绍的第一谋士沮授也被曹军所擒。曹操本与沮授旧识，道“袁绍不用你计，导致这场大败。今天下丧乱未定，何不与我共图大业”沮授道“叔父、母弟，都悬命于袁氏。我又岂能降你？你还是快杀了我吧”曹操叹道“我若能早得到你，天下都已平定了。我不会杀你，相反还要厚待你，希望你能回心转意”但沮授身在曹营心在袁，仍念念不忘要北归。有一次盗马欲逃，被抓住。曹操见沮授终不能为己用，这才下令将他处死，而将其厚葬。
官渡之战后，曹操缴获一大批许都朝廷及曹军将士与袁绍暗通往来的信件。手下人来问该如何处置？曹操这时展示出了极高的情商“当袁绍强盛之时，连孤都不能自保，而去拍过他的马屁。何况众人呢？都一把火给我烧了”
袁绍渡河，逃到黎阳县北岸的蒋义渠营中，握着蒋的手道“孤把性命交付给将军了”蒋义渠立马表忠心，将自己的大帐让给袁绍，有袁绍发号施令，召集败兵。
消息传回冀州，大家都在传如当初听了田丰的话，就不至于有如此惨败了。同时觉得袁绍这次战败而归，定会重用田丰了。然而田丰却对自己这个主公有更深刻的认识“此战若胜，主公心喜，或能赦我。现今战败，主公羞于见我，我就只有一死了”不过袁绍因战败而不想见田丰是实，但立心想杀田丰却是未必。田丰之死，还因另一个人的谗言：逄纪对袁绍道“田丰知道官渡战败，他拊手大笑。说果然不出自己所料”袁绍听了这句话才起了杀心“田丰竟敢笑我”遂下令将田丰杀死。
留守邺城的审配的两个儿子从军，皆为曹操所擒。孟岱、郭图，辛评纷纷来对袁绍说“审配在位专政，族大兵强。现其二子身在曹营，他必怀反心，不可不防”袁绍便打算以孟岱为监军，代审配去守鄴城。这时，与审配素来不睦的逄纪挺身而为审配讲话“审配天性烈直，常慕古人之节。愿主公勿疑。我与他先前所争者，乃私情也。今我所说者，国事也。主公切不可再伤了忠臣之心哪”袁绍最终决定：依然重用审配。而经此事，审配、逢纪二人也化敌为友，先后为袁氏而死。
10月，当初孙策任命的庐江太守李术想在这乱世之中浑水摸鱼，割据一方。他首先攻杀朝廷任命的扬州刺史严象。又招诱在江淮之间各聚众数万的梅乾、雷绪、陈兰等人。严象被杀后，曹操任命刘馥为扬州刺史。不过当时的扬州六郡，有五郡都在孙权手中，只有九江郡是奉许都朝廷号令的。刘馥便来到九江郡合肥县，建立州治。招怀梅乾、雷绪等人。数年之中，便恩化大行，流民归者以万数。于是广屯田，兴陂堨。官民有畜，乃聚诸生，立学校。又高为城垒，多积木石，以修战守之备。
本年，曹操官渡大胜，又听说孙策新亡，便欲乘机讨伐江东。这时，两年前被孙策所遣，到许都献贡而被曹操留在朝廷的侍御史张纮为报故主之恩，极力劝谏曹操应与孙权结好。于是曹操便封张纮为会稽东部都尉，前去册封孙权为讨虏将军、会稽太守。同时又将原豫章太守华歆召进自己府中，任议郎、参司空军事之职。张纮又一次回到江东，与张昭一起辅佐孙权。
孙策去世，鲁肃准备北还。周瑜急忙前来劝止。并将鲁肃推荐给孙权。两人一见如故。即便张昭说鲁肃此人年少粗疏，孙权反而对鲁肃愈加重待。孙权问“如今汉室倾危。我想像齐桓公、晋文公一样扶保汉室，你能辅佐我吗”鲁肃却答道“有曹操在，您恐怕做不了齐桓、晋文了。因天子是在曹操手里。现在汉室已不可复兴，曹操也不可卒除。为将军计，只有先保守江东以观天下的形势变化。若能剿灭黄祖、刘表，占据荆州甚至整条长江，那将是帝王之业”孙权