因為屢諫而被嫌棄的沮授，這時又站出來勸阻說：“戰爭勝負變化莫測，不能不周密計劃。大軍應當留屯延津，另分兵進攻官渡。如能攻克，再迎大軍也不遲，否則就有全軍覆沒的危險。”
袁紹不從。沮授在大軍即將渡河的時候歎息：“在上者驕傲，在下者貪功，悠悠黃河，我還能渡回來嗎！”
他推托身體有病，不願過河。袁紹非常氣惱，強迫沮授隨軍渡河，而把他所部軍隊割屬郭圖。袁紹渡河後，駐屯在延津南麵。
他派出劉備、文醜挑戰，被曹軍打敗，大將文醜被斬。再戰，又折兩員戰將和許多人馬，袁軍中大為震恐。
曹軍退還官渡後，袁軍集結在陽武，沮授又對袁紹說：“北軍人多，但英勇善戰不如南軍；南軍糧少，物資儲備不如北軍。南軍利於速戰，北軍利於緩兵。所以我軍應打持久戰，拖延時日。”
袁紹仍然不從，他命令部隊逐漸逼近官渡，緊靠曹軍紮營，軍營東西綿延數十裏。
九月，兩軍會戰，曹軍失利，躲進營壘中堅壁不出。袁紹修築壁樓，堆起土山，從高處發箭射擊曹營。
箭如雨下，曹營中的將士隻得蒙著盾牌走路。但壁樓、土山不久就被曹軍的“霹靂車”轟毀了。
袁紹又暗鑿通往曹營的地道，曹軍則在營中挖掘長溝進行防禦。袁軍的運糧車還遭到曹軍的襲擊。
兩軍相持了一百多天，河南老百姓困苦不堪，很多人背叛曹軍，響應袁軍。
相持期間，袁紹先後派劉備、韓荀襲擊許都，但是皆被曹仁擊敗，因此不再分兵複出。
然而，這種有利於袁紹的形勢卻突然急轉直下。
這時，袁紹派淳於瓊帶領萬餘人北迎運糧車，沮授特意提醒說：“可增派蔣奇領一支人馬在淳於瓊外側，以防止曹操偷襲。”
而謀士許攸則提出乘曹操傾軍而出，輕騎奔襲許都的建議。
然而，袁紹因之前韓荀和劉備襲擊許都失敗，不想再分兵冒險。
事有湊巧，在鄴城的許攸家族中有人犯法，被留守的審配抓進監獄，許攸大為不滿，於是投奔曹操。在許攸的謀劃下，曹操親自領兵赴烏巢，襲擊淳於瓊。
當曹操奔襲烏巢之時，袁軍部將張郃主張救淳於瓊，他對袁紹說：“曹操親自出馬，必然得手，那麼事情就無可挽回了。”
郭圖卻別出心裁地說：“不如乘此時發兵去進攻曹軍大營。”
袁紹認為郭圖說得對，隻要攻拔曹營，曹操就無家可歸了。
於是派高覽、張郃率領重兵攻擊曹營，而隻派輕騎救援烏巢。
高覽、張郃攻營不下，烏巢大敗的消息已經傳來了，二將無心戀戰，竟自向曹軍投降。
插一句，這裏其實是郭圖作祟，害怕袁紹怪罪於自己。
於是叫來一親信道：“你去見高覽，張郃，就說主公要治他兩人敗軍之罪”。
於是便有了兩人投曹的事。
袁紹全軍大亂，一下子全垮了。慌忙之中，袁紹及長子袁譚各單騎逃遁，直奔黃河渡口，隨後又逃來一群騎兵，約有八百騎，渡河至黎陽北岸。