太阳红彤彤从山梁出来，报告军士低垂着头，担着生命危险，喊醒袁绍。袁绍听说乌巢军粮己失，慌忙跑出帐外，就望见淳于琼躺在担架上，耳朵没有了，鼻梁没有了。袁绍狠狠地问：“是谁这么作贱你啊？”淳于琼衰弱地说：“曹操讲是要告诉你：有耳要闻声，有鼻要闻味。”袁绍大怒，召集文武各官要同曹操官渡决战。
郭图说：“曹操总是身先士卒，肩担重任，他亲自劫粮，官渡曹寨必然空虚；纵兵以击曹操之寨，曹操得知，必然速还。此为孙膑围魏救赵之计。”张郃说：“不是呀。曹操多有智谋，必然想到我等欲乘虚攻击官渡，留有应对之策。若攻不下曹营，吾的部属皆不白白送死。”郭图说：“曹操只顾劫粮，岂要留兵在寨呢！”袁绍就遣张郃、高览引军五千，去攻官渡曹营；遣蒋奇领兵一万，往乌巢救援。
曹操烧了粮后，利用缴获的衣甲旗帜伪成淳于琼部，行军在山僻小路，遇上了蒋奇军队。蒋奇问曹操，曹操斜歪着盔帽，遮了一只眼睛，曹操说：“被曹操打败了，回撤，你们是来接救吗？”蒋奇让他经过。张辽、许褚突然向蒋奇冲去，大喝：“蒋奇休走！”蒋奇猛然回头，被张辽一刀斩下，头落身坠。蒋奇之兵，一个个糊里糊涂，怎么被自己的部队杀死。有许多投降的，醒悟过来，原来是曹操做伪装呀。曹操又使人向袁绍作伪报：“蒋奇己杀散攻袭乌巢的曹军，挥师向官渡进发。”袁绍没有一点怀疑，添兵往攻官渡。
张郃、高览领军攻打曹营时，左边夏侯惇，右边曹仁，中路曹洪，一齐冲出。张郃、高览不能够抵挡，袁军大败。袁绍增加的军马赶到时，曹操也从背后杀来。张郃、高览逃出战场。袁兵大多战死。
乌巢的败军逐渐告诉袁绍，“淳于琼醉卧，失去了抵抗。我们没有人指挥，一个个独自为战，难敌曹操。”袁绍就把淳于琼杀了。
郭图说：“张郃、高览心中必喜主公兵败。”袁绍说：“你怎么这样说？”郭图说：“主公遣二人击寨，事实摆在那里，曹操不在，为什么还要兵败呢？”袁绍问：“为什么？”郭图说：“二人不肯使力，故意折损兵卒，因为二人素有降曹之意。”袁绍大怒，遣使急召二人归寨，要问罪。
郭图先使人报知二人，说：“主公将要杀你们。”使者到来，高览问：“主公为什么召回我们呢？”使者说：“不知道。”高览拔出剑把袁绍使者杀了。张郃大惊。高览说：“袁绍听信谗言，必为曹操所败；吾等怎么能坐以待毙？不如去投曹操。”张郃说：“我早有投曹操之心。”
于是，二人带着本部兵马，到曹操寨中投降。夏侯惇说：“不知他们的虚实真伪。”曹操说：“吾以恩待，彼虽有异心，亦可变矣。”二人走进营寨，倒戈卸甲，拜伏于地。曹操说：“袁绍不肯听将军之言，才至有败。今二将军肯来相投，如微子去殷，韩信归汉。”遂封张郃为偏将军、都亭侯，高览为偏将军、东莱侯。二人大喜，相对微笑。夏侯惇皱了皱眉头。
许攸走来见曹操说：“袁兵失粮，必然丧失斗志。主公又得两员大将，可速战速决。”张郃、高览请为先锋。曹操答应。
当夜三更时分，浮云流过星辰月儿，曹操军分三路，攻入袁军营寨。袁绍还没有醒悟过来，曹操会来劫寨。袁兵望着张郃、高览，吃惊问：“是不是杀错了，我们是袁兵，不是曹兵呀。”袁军出现了混战，到天明收兵时，绍军折军大半。
荀攸又向曹操献计，“扬言兵分二路，取酸枣和黎阳。袁绍惊惶，分兵抗我；我则乘机全力一攻袁营。”曹操依计而行。很快绍军就向袁绍报告：“曹操分兵二路：一路取邺郡，一路取黎阳去了。”袁绍大惊，急遣袁谭带五万兵救邺郡，辛明带五万兵救黎阳，连夜起行。
曹操则把大队军马，分成八路，向袁营冲击。袁军早无斗志，西散奔走。袁绍还未披甲就上马逃亡，幼子袁尚后随。张辽、许褚、徐晃、于禁引军追赶袁绍。袁绍尽弃图书车仗金帛，仅八百余骑渡河而去。袁军八万余人被杀，深沟低洼之地都盈满血流，溺水死在黄河的不计其数。
曹操获得了胜利，所得金宝缎匹，都赏给了军士。在袁绍图书中检出书信一束，曹操阅看时，竟是许都及军中诸人与袁绍暗通，书信来往之书。左右说：“可逐一点对姓名，抓获斩杀。”曹操说：“袁绍强盛，我自己也不能自保，更何况他人呢？”命令尽数焚毁，更不再追究。
曹操发现沮授没有走脱，还身披枷锁。便令人用利锯为他开枷。曹操说：“你怎么不脱离袁绍，来投靠我呢？枉你我早就相识。”沮授说：“一生不事二主，不降啊。”曹操叹道：“没有想到，沮授友这么愚忠。”曹操让他随意留在军中。沮授盗马想逃，又被抓住。一副视死如归的模样，曹操把他杀了。曹操哭着说：“好友呀，你的聪明才智，如果被刘备重用了，我怎么得天下啦。”曹操盛葬，建坟安葬于黄河渡口，为其墓题字：“忠烈沮君之墓”。
袁绍逃回冀州。
