起初，袁绍每接到诏书，对其中一些于自己不利的措施，很觉烦恼，因此想把天子迁到离自己较近的持方。他派使者去游说曹操，指出许都地势低而潮湿，洛阳已经残破，最好迁都到鄄城，以靠近富裕的地区，便于供应。曹操拒绝了这个建议。袁绍的谋士田丰劝袁绍说：“迁都的建议既然已被拒绝，应当早日进攻许都，奉迎天子。然后，就可利用皇帝的诏书，号令全国，这是上策。不这样，最终会受制于人，尽管后悔也没有用了。”袁绍未予采纳。正好袁绍部下有逃兵投奔曹操，说到男丰劝说袁绍袭击许都，曹操便从穰县解围撤退。张绣率军在后追赶。五月，刘表派军去援救张绣，驻在安众，据守险要，切断曹军退路。曹操给荀写信说：“我到了安众，一定可以击败张绣！”及至到达安众，曹军腹背受敌，曹操于是乘夜开凿险道，假装要逃跑。刘表、张绣率领全部军队前来追击，曹操布下埋伏，命步兵与骑兵前后夹击，大破刘表与张绣联军。后来，荀询问曹操说：“您以前料定敌军必败，是根据什么？”曹操说：“敌人阻挡我们退兵，是把我军置于死地，我因此知道可以获胜。”张绣追击曹操时，贾诩阻止他说：“不能去追，追则必败！”张绣未听，进兵交战，大败而回。贾诩登上城墙，对张绣说：“赶快再去追击，再战必胜！”张绣向他道歉说：“没有听您的话，以至落到如此地步，现已大败，怎么还要再追？”贾诩说：“兵势变化无常，赶快追击！”张绣一向信服贾诩的话，就收拾残兵败将，再去追赶。交兵会战，果然得胜而归。于是问贾诩说：“我用精兵去追赶退军，而您说必败；用败兵去击败军，而您说必胜。结果完全如您预料，原因在哪里？”贾诩说：“这很容易明白。将军虽善于用兵，但不是曹操的对手。曹操军队刚开始撤退，必然亲自率军断后，所以知道将军必败。曹操进攻将军，既没有失策之处，又不是力量用尽，却一下子率军撤退，一定是他的后方发生了变故。他已击败将军的追兵，必然轻装速进，而留下其他将领断后。其他将领虽然勇猛，却不是将军的对手，所以将军虽然率败兵去追击，也必能获胜。”张绣于是大为敬服。

    吕布又与袁术联合，派其部将中郎将高顺与北地太守、雁门人张辽进攻刘备。曹操派将军夏侯去援救刘备，被高顺等击败。秋季，九月，高顺等攻破沛城，俘虏了刘备的妻子儿女，刘备只身逃走。曹操打算亲自去进击吕布，诸将都说：“刘表、张绣在后，如果您率军远袭吕布，必然会发生危机。”荀攸说：“刘表、张绣新近受创，在此情势下，不敢有所举动。吕布为人骁勇，又倚仗袁术的势力，如果他纵横淮河、泗水之间，必有其他豪杰起来响应。如今趁他刚刚背叛朝廷，众心不定，大军前往，可以将他击破。”曹操说：“很好！”等到曹操大军出动时，泰山军首领臧霸、孙观、吴敦、尹礼、吕等都归附于吕布。曹操在梁地遇到刘备，一同进驻彭城。陈宫对吕布说：“应当迎击他们，以逸待营。无往不胜！”吕布说：“不如等待他们自己前来，我把他们赶到泗水中淹死。”冬季，十月，曹操在彭城屠城。广陵郡太守陈登率领广陵郡郡兵作为曹操的先锋，进抵下邳。吕布亲自率军，屡次与曹操交战，全都大败，只好退守城池，不敢出战。

    曹操写信给吕布，为他陈述利害，吕布恐惧，打算投降。陈宫说：“曹操远来，势不能停留过久。将军如果率领步、骑兵屯驻城外，由我率领剩下的军队在内守城，如果曹军进攻将军，我就领兵攻击他们的后背；如果曹军攻城，则将军在外援救。不过一个月，曹军粮食吃光，我们再行反击，可以破敌。”吕布同意，打算留陈宫与高顺守城，自己率骑兵截断曹军的粮道。吕布的妻子对吕布说：“陈宫与高顺一向不和，将军一出城，陈宫与高顺必然不能同心协力地守城。万一出现什么问题，将军要在哪里立脚！而且曹操对待陈宫犹如父母对待怀抱中的幼儿，陈宫还舍弃曹操来投靠我们；你待陈宫并未超过曹操，就把全城交给他，抛别妻儿家小，孤军远出。如果一亘有变，我难道能再做你的妻子吗？”吕布就打消那个计划，偷偷派遣部下官员许汜、王楷向袁术求救。袁术说：“吕布不把女儿给我送来，理应失败，为什么又来找我？”许汜、王楷说：“您现在不救吕布，是自取败亡。吕布一破，您也就要破了。”袁术于是整顿动员军队，声援吕布。吕布担心袁术因为自己不送女儿而不发兵救援，就用丝绵将女儿身体裹住，绑到马上，乘夜亲自送女儿出城，与曹操守兵相遇。曹军弓弩齐发，吕布不能通过，只得又退回城中。河内郡太守张杨一向与吕布关系很好，想去援救，但势力不足，只能率军出驻野王县东市，遥作声势。十一月，张杨部将杨杀死张杨，响应曹操。另一个部将眭固又杀死杨，率领部下向北投奔袁绍。张杨性格宽厚仁慈，没有威严，不讲法治。部下有人叛变而被发觉，他却对着叛徒流眼泪，问题予以原谅，不加追问，因此终于被害。

    曹操挖掘壕沟包围下邳城。但很久未能攻克，兵士十分疲惫，他打算撤军。荀攸、郭嘉说：“吕布有勇无谋，现在连战连败，锐气已衰。三军完全要看主将的情况，主将锐气一衰，则三军半志全消。陈宫虽有智谋，但机变不够。现在应该乘吕布锐气未复，陈宫智谋未定的时机，发动猛攻，可以消灭吕布。”于是，曹军开凿沟渠，引沂水、泗水来灌城。又过了一个月，吕布更加困窘，登上城头对曹军士兵说：“你们不要这样逼迫我，我要向明公自首。”陈宫说：“曹操不过是个逆贼，怎么配称明公！我们现在投降，就好象用鸡蛋去敲石头，岂能保住性命！”

    吕布郭将侯成丢失一匹好马，不久又找回来，将领们联合送礼给侯成，向他道贺。侯成设宴招待诸将，先分一份酒肉献给吕布。吕布发怒说：“我下令禁酒，而你们又违令酿酒，打算借饮酒来共同算计我吗？”侯成又气又怕。十二月，癸酉（二十四日），侯成与宋宪、魏续等将领共同捉住陈宫、高顺，率领部众归降曹操。吕布率领左右亲兵登上白门楼，曹军四面紧逼，吕布命令左右亲兵砍下他的人头去投降曹操，亲兵们不忍下手，吕布于是下楼投降。吕布见到曹操，说：“从今以后，天下可以平定了。”曹操说：“为什么这样讲？”吕布说：“您所顾忌的人，不过是我吕布。现在，我已归顺，如果让我率领骑兵，您自统步兵，则天下无人能敌。”吕布又回头对刘备说：“刘玄德，你是座上客，我为阶下囚，绳子把我捆得太紧，难道不能帮我说句话吗？”曹操笑着说：“捆绑猛虎，不能不紧。”于是下令给吕布松绑，刘备说：“不行，您没有看到吕布事奉丁原与董卓的情形吗？”曹操点头赞同。吕布瞪着刘备说：“大耳朵的家伙，最不可信！”曹操对陈宫说：“你平生自以为智谋有余，现在怎么样？”陈宫指着吕布说：“这个人不用我的计策，才落到这样的下场。如果他听我的话，也未必就被你捉住。”曹操说：“那你的老母怎么办呢？”陈宫说：“我听说，以孝道治理天下的人，不伤害别人的双亲，我老母的生死，决定于您，而不在我。”曹操说：“你的妻子儿女怎么办？”陈宫说：“我听说施仁政于天下的人，不灭绝别人的后代，妻子儿女的生死，也决定于您，而不在我。”曹操没有再说话。陈宫请求受刑，于是走出门，不再回头，曹操忍不住为他落泪。陈宫与吕布、高顺全都被绞死，他们的头颅被送到京师许都。曹操把陈宫的母亲召来，赡养她直到去世；又把他的女儿嫁出去，对陈宫家属的持养照顾，比当初陈宫跟随自己时还要丰厚。前任尚书令陈纪与他儿子陈群在吕布军中，曹操对他们全都以礼相待，并任用他们为官。张辽率领他的部下归降，被任命为中郎将。臧霸自己逃到民间隐藏起来，曹操悬赏将他捉拿，派他去招降吴敦、尹礼、孙观等，这些人全都到曹操营中归降。曹操于是分割琅邪和东海，增置城阳、利城和昌虑三郡，将臧霸等人全都任命为郡太守和封国国相。