曹操如今還只有十五萬兵力，僅僅只有袁紹的一半，袁紹舉兵南下的消息傳到許都，曹操部將多認為袁軍強大不可敵。但曹操卻根據他對袁紹的了解，認為袁紹志大才疏，膽略不足，刻薄寡恩，剛愎自用，兵多而指揮不明，將驕而政令不一，於是決定以所能集中的十五萬兵力抗擊袁紹的進攻。（本書將兵力擴大些，現在的曹操肯定沒有那麼多兵力，袁紹也沒有三十萬。
建安五年（200年）正月，袁紹派陳琳書寫檄文併發布，檄文中把曹操罵得無法忍受。二月進軍黎陽，企圖渡河尋求與曹軍主力決戰。他首先派顏良進攻白馬的東郡太守劉延，企圖奪取黃河南岸要點，以保障主力渡河。四月，曹操為爭取主動，求得初戰的勝利，親自率兵北上解救白馬之圍。此時謀士荀攸認為袁紹兵多，建議聲東擊西，分散其兵力，先引兵至延津，偽裝渡河攻袁紹後方，使袁紹分兵向西，然後遣輕騎迅速襲擊進攻白馬的袁軍，攻其不備，定可擊敗顏良。曹操採納了這一建議，袁紹果然分兵延津。曹操乃乘機率輕騎，派典韋、夏侯淵為前鋒，急趨白馬。
典韋迅速迫近顏良軍，衝進萬軍之中，如入無人之境，雙手大戟舞得霍霍生風，幾招劈死顏良，並斬首爾還，主將一死，袁軍立馬潰敗。
曹操解了白馬之圍后，遷徙白馬的百姓沿黃河向西撤退，袁紹率軍渡河追擊，軍至延津南，派大將文丑繼續率兵追擊曹軍。曹操當時只有騎兵600，駐於南阪（在白馬南）下，而袁軍達五六千騎，尚有步兵在後跟進。曹操令士卒解鞍放馬，並故意將輜重丟棄道旁。袁軍一見果然中計，紛紛爭搶財物。曹操突然發起攻擊，終於擊敗袁軍，殺了文丑（被徐晃斬殺，一說是被馬蹄踩死，並不是關羽斬殺）順利退回官渡。
袁軍初戰失利，但兵力仍佔優勢。七月，進軍陽武（今河南中牟北）準備南下進攻許昌。
八月，袁軍主力接近官渡，依沙堆立營，東西寬約數十里，曹操也立營與袁軍對峙。
九月，曹軍一度出擊，與袁軍交戰不利，退回營壘堅守。
袁紹構築樓櫓，堆土如山，用箭俯射曹營。曹軍製作了一種拋石裝置的霹靂車，發石擊毀了袁軍所築的樓櫓。袁軍又掘地道進攻，曹軍也在營內掘長塹相抵抗，粉碎了袁軍的計策。雙方相持3個月，曹操外境困難，前方兵少糧缺，士卒疲乏，後方也不穩固，曹操幾乎失去堅守的信心。
一日見運糧士兵疲於奔命，於心不忍，不禁脫口而出，“卻十五日為汝破紹，不復勞汝矣！”
曹操寫信給荀彧，商議要退守許都，荀彧回信說：“袁紹將主力集結於官渡，想要與公決勝負。公以至弱當至強，若不能制，必為所乘，這是決定天下大勢的關鍵所在。當年楚、漢在滎陽、成皋之間，劉邦、項羽沒有人肯先退一步，以為先退則勢屈。現在公以一當十，扼守要衝而使袁紹不能前進，已經半年了。情勢已然明朗，絕無迴旋的餘地，不久就會發生重大的轉變。這正是出奇制勝的時機，千萬不可坐失。”
於是曹操決心繼續堅守待機，同時加強防守，命負責後勤補給的任峻採取10路縱隊為一部，縮短運輸隊的前後距離，並用復陣（兩列陣）加強護衛，防止袁軍襲擊；另一方面積極尋求和捕捉戰機，擊敗袁軍，不久派曹仁、史渙截擊、燒毀袁軍數千輛糧車，增加了袁軍的補給困難。
同年十月，袁紹又派車運糧，並令淳于瓊率兵萬人護送，屯積在袁軍大營以北約20公里的故市（河南延津縣內）、烏巢（今河南延津東南）恰在這時，袁紹謀士許攸投奔曹操，建議曹操輕兵奇襲烏巢，燒其輜重。曹操立即付諸實行，留曹洪、荀攸守營壘，親自率領步騎5000，冒用袁軍旗號，人銜枚馬縛口，各帶柴草一束，利用夜暗走小路偷襲烏巢。到達后立即圍攻放火。袁紹獲知曹操襲擊烏巢後，一方面派輕騎救援，另一方面命令張郃、高覽率重兵猛攻曹軍大營。可曹營堅固，攻打不下。當曹軍急攻烏巢淳于瓊營時，袁紹增援的部隊已經迫近。曹操勵士死戰，大破袁軍，殺淳于瓊等，並將其糧草全數燒毀。張郃、高覽聞得烏巢被破，於是投降曹操，導致了軍心動搖，內部分裂，大軍崩潰。袁紹倉惶帶800騎退回河北，曹軍先後殲滅和坑殺袁軍將近十萬人，其餘兵力全部收歸旗下，這樣曹操的兵力迅速增長，一下子就達到了三十多萬，軍事實力猛增一大截，不過也正是因為兵力太多，現在的曹操明顯有些消化不良。
官渡之戰，經過一年多的對峙，至此以曹操的全面勝利而告結束。曹操以十五萬左右的兵力，出奇制勝，擊破袁軍三十萬。
至於龍天，他肯定是沒有興趣看他們打一年丈什麼都不做，他只不過是跟在他們身後，打打秋風，曹軍前腳點燃那些糧草，龍天后腳跟上，將裡面的糧草全部收進空間，留下一堆空殼在那燒得歡暢，劈里啪啦脆響。
這一年下來，龍天所收集的那些糧食讓他自己都嚇了一跳，三十萬人一年的糧草大部分都被他給截獲了，足足幾千萬斛，在他的手鐲空間中堆積如山，這下徐州的兵糧可不用愁了。
除了糧草外，那些戰馬他也沒放過，反正兩軍交戰，打得正酣，那些馬兒一匹匹減少也沒人知道。袁紹帶了整整一萬戰馬，龍天獨得五千，戰死一千，跑掉千餘，袁紹帶回八百，最後落到曹操手中的僅僅只有兩千匹。
我們的老曹同志清點馬匹時，心中直直納悶，為什麼馬兒少了這多？
官渡之戰，曹操以弱勝強，寫下了他人生中最輝煌的一頁，袁紹回到北方，最終因兵敗憂鬱而死，曹操乘機徹底擊滅了袁氏軍事集團，然後他又征服烏桓，至此，戰亂多時的北方實現了統一。
官渡之戰後，曹軍活捉了沮授。沮授一直深得曹操賞識，起初曹操赦免沮授並且厚待他，但最後沮授因想要回到袁紹陣營而被曹操殺害。
曹操在袁紹大營發現許縣及軍中的某些人員，曾寫信向袁紹表態效忠，他下令將信件全部焚毀，以示安撫反側。
官渡之戰是曹操與袁紹爭奪北方霸權的轉折點。曹操在戰事初期處於劣勢，當中全賴三人為曹操扭轉困局——劉曄、荀攸、許攸。
1 袁紹與曹操在白馬相持時，袁紹下令築起箭塔，連日向曹操營寨射箭，使曹操軍心動搖。其後，劉曄獻上霹靂車之計，大破袁紹弓弩兵，使曹操在官渡得到據守之地。
2 曹操於黎陽與袁紹相持，本欲還兵再作打算，荀攸獻計：“今兵少不敵，分其勢乃可。公到延津，若將渡兵向其後者，紹必西應之，然後輕兵襲白馬，掩其不備，顏良可擒也。”
曹操依計行事，果然大破袁軍，斬殺顏良。
3 建安五年八月始，兩軍再次相持於官渡，雙方互有勝負。其後曹操軍中缺糧，適逢袁紹謀士許攸與營中將士不和，投奔曹操。許攸獻計燒袁紹軍糧，使袁紹不戰自敗。
4曹操曾經在交戰之時想過放棄，寫信給許都的荀彧。而荀彧卻提醒了曹操：“在戰爭雙方都疲憊不堪時，誰後退誰被動，誰放棄誰滅亡。戰機就在這時出現。”
最後幫助曹操尋回信心，繼續堅持。