建安十年（公元205年）正月，曹操攻滅袁譚，冀、青二州安定。當初袁尚兵敗後，投奔幽州刺史袁熙。此月，幽州大將焦觸、張南起兵反袁氏，袁尚、袁熙又逃奔三郡烏桓。焦觸自稱幽州刺史，舉郡縣歸附曹操。[] 四月，黑山軍首級張燕帶領其部眾十餘萬人投降曹操。[] 故安人趙犢、霍奴起兵，殺死幽州刺史，三郡烏桓又圍攻鮮於輔於獷平。八月，曹操率兵北征，斬殺趙犢，又渡河救濟獷平，烏桓馳驅出塞。

八月，曹軍進至離柳城不敷二百裡時，烏桓才發明，因而蹋頓與袁尚、袁熙等人率數萬馬隊迎擊。二軍相遇，時烏桓軍軍勢甚盛，而曹軍則是“車重在後，被甲者少，擺佈皆懼”，唯獨張遼力勸曹操迎戰。曹操登高瞭望，見烏桓軍雖多，但步地尚未擺好，遂命將本身的持麾授予張遼暫用。張遼批示前鋒軍隊，乘烏桓軍陣稍動之機，向烏桓軍策動猛攻。烏桓軍大敗，死者被野。烏桓單於蹋頓也被臨陣斬殺。曹軍在白狼山之戰中大獲全勝，胡、漢降者二十餘萬。

蒲月，曹操親率雄師達到無終（今河北玉田）。時正雨季，門路積水，“淺不通車馬，深不載舟船”。曹操從無終人田疇之議，改從一條久已斷絕，但“另有微徑可尋”的線路進軍。在田疇的指導下，曹操雄師登徐無山（今河北玉田北），出盧龍塞（今河北喜峰口四周），“塹山堙穀五百餘裡”，直指烏桓老巢柳城（今遼寧朝陽南）。

建安七年（公元202年）正月，曹操駐軍譙縣。又達到浚儀縣，管理睢陽渠，又派使者祭奠已故的太尉橋玄。然後，曹操進軍官渡。[]

建安八年（公元203年）三月，曹操大破黎陽，袁譚、袁尚逃回鄴城。四月，曹操進軍鄴城。蒲月，曹操引軍退還，留賈信守黎陽。[] 不久後，曹操引兵向南，征討劉表，袁譚、袁尚反目成仇，相互進犯，袁譚不敵袁尚，敗走平原，遣辛毗向曹操乞降求救。當時諸將都思疑有詐，隻要荀攸勸曹操承諾袁譚，曹操說：“我攻打呂布之時，劉表冇有侵犯我方；官渡之戰時，他又不肯幫忙袁紹。這隻是個自守的賊子，應當比及今後再來對於他。而袁譚、袁尚奸刁，我正應當趁北方混亂時策動進犯。就算袁譚挾詐，不肯至心屈就我軍，但我擊破袁尚，篡奪他的地盤，對我軍也更加無益。”因而再次北上，袁尚聞訊也退回鄴城。當時，袁尚部將呂曠、呂翔叛變袁尚，率眾投降曹操，曹操封兩報酬列侯。[] 袁譚擅自刻將軍印綬，交給呂曠兩人，呂曠把將軍印送給曹操，曹操說：“我天然曉得袁譚會耍些小聰明。他想讓我進犯袁尚，然後趁機略民聚眾，自發得破袁尚後，氣力足以自強，可趁我軍疲敝來與我對抗。但擊破袁尚後，我的權勢更加強大，哪能夠會疲敝，讓他有機可乘呢？”[305] 曹操為了讓袁譚臨時放心，還和袁譚攀親，讓本身的兒子曹整娶袁譚的女兒。

十一月，曹操行至易水，代郡烏丸行單於普富盧、上郡烏丸行單於那樓率其部下名王來賀。

建安四年（公元199年）十仲春，曹操自率軍屯於官渡（今河南中牟北），籌辦迎擊袁紹。