袁紹的兵力在當時遠遠勝過曹*，自然不甘屈居於曹*之下，他決心同曹*一決雌雄。他向各州郡發出文書，聲討曹*。建安四年（199年）六月，袁紹挑選精兵10萬，戰馬萬匹，企圖南下進攻許昌，他先派大將顏良渡過黃河，進攻白馬（今河南滑縣）。曹*聽到白馬被圍，採納了荀攸的意見，來個聲東擊西。袁紹聽說曹*要在延津渡河，果然派大軍來堵截。哪兒知道曹*已經親自帶領一支輕騎兵襲擊白馬。包圍白馬的袁軍。大將顏良沒防備，被曹軍殺得大敗。
袁紹聽到曹*救了白馬，下令全軍渡河追擊曹軍，並且派大將文丑率領五六千騎兵打先鋒。這時候，曹*從白馬向官渡撤退。聽說袁軍來追，就把六百名騎兵埋伏在延津南坡，袁軍來不及抵抗，被殺得七零八落。
兩場仗打下來，袁軍將士打得垂頭喪氣。但是袁紹不肯罷休，一定要追擊曹*。一直趕到官渡，才紮下營寨。曹*的人馬也早已回到官渡，佈置好陣勢，堅守營壘。
就這樣，雙方在官渡相持了一個多月。日子一久，曹軍糧食越來越少，兵士疲勞不堪。
袁紹的謀士許攸探聽到曹*缺糧的情報，向袁紹獻計，勸袁紹派出一小支人馬，繞過官渡，偷襲許都。袁紹很冷淡。許攸又氣又恨，想起曹*是他的老朋友，就連夜逃出袁營，投奔曹*。
許攸說：「我知道您的情況很危急，特地來給您捎個信。現在袁紹有一萬多車糧食、軍械，全都放在烏巢。淳於瓊的防備很鬆。您只要帶一支輕騎兵去襲擊，把他的糧草全部燒光，不出三天，他就不戰自敗。」
曹*得到這個重要情報，立刻帶領五千騎兵，連夜向烏巢進發。到了烏巢，就圍住烏巢糧屯，放起一把火，把一萬車糧草，燒得個一乾二淨。烏巢的守將淳於瓊匆忙應戰，也被曹軍殺了。
正在官渡的袁軍將士聽說烏巢起火，都驚慌失措。曹軍乘勢猛攻，袁軍四下逃散。袁紹和他的兒子袁譚，連盔甲也來不及穿戴，帶著剩下的八百多騎兵向北逃走。
官渡之戰，袁紹大敗，經過這場決戰，袁紹的主力已經消滅。過了二年，袁紹病死。