夜幕降臨，公孫瓚收到援兵消息頓時大喜，急忙派人秘密送信給公孫續，讓他率五千騎兵藏在北隰，待時機成熟，立刻舉火把為信號，屆時公孫瓚從城內殺出，兩麵夾攻袁紹大軍。
田豐派人劫了公孫瓚的信箋，當即呈報袁紹，笑道：“主公，計策已經成功了一半，接下來就可以引君入甕了！”袁紹大喜，立刻命人舉火把引公孫瓚出城，接著四麵合圍。公孫瓚大驚失色，這才知道中了計，急忙下令回撤，大軍遭到袁紹大軍掩殺，狼狽逃回城內。
袁紹趁機進攻，越過十餘重深溝防禦，大軍逼近五六丈高的土丘。見公孫瓚土丘高不見頂，仿佛土丘上還有高丘，袁紹暗暗吃驚，咂舌道：“這個公孫瓚，可真有辦法，居然把宮殿建在半空，他這是要升仙啊！元皓，你說咱們該怎麼辦？”田豐捋著小胡笑道：“瞞天過海！”袁紹先是一愣，很快會意，拍掌大笑。
公孫瓚正在城樓觀望，卻不見袁軍進攻，暗暗疑惑。不久護衛來報，袁紹挖通地道，大軍已經抵達城樓下。公孫瓚驚慌失措，見袁軍攻下望樓，逐漸接近中央土丘，自忖必敗無疑，於是殺死姐妹和妻子，引火自焚。大將田楷不願投降，率軍與袁紹大軍殊死拚殺，最後身中三十多刀，死在公孫瓚殿外。長史關靖不肯投降，也自殺身亡。後來公孫續也被匈奴休屠部落殺害，至此驍將公孫瓚勢力徹底退出了曆史舞台。
袁紹平定了公孫瓚，揮軍擊退張燕，控製了冀青幽並四州之地，實力大增。派人將公孫瓚首級送往許都，
劉備得知公孫瓚敗亡，無奈歎氣道：“當初如果不殺劉虞，我這位朋兄也不至於敗亡這麼快。就像呂布，如果他不與我反目，也不會身死人滅，妻妾被霸占，子女離散。這說明做人寧可得罪小人，不能得罪君子，否則必會被天下仁人誌士拋棄。”
張飛憂慮道：“大哥，咱們這樣寄人籬下也不是辦法，你是怎麼想的？”關羽也附和道：“是呀，曹操奸詐，言而無信，不是明主。大哥難道要侍奉這樣的人嗎？”
劉備搖頭道：“暫時還不知道，走一步看一步吧。如今北方袁紹坐大，南方孫策崛起，荊州劉表、益州劉璋都擁兵數十萬，坐山觀虎鬥，如今的天下已經是三足鼎立。放眼天下，沒有我等立足之地。如今在朝廷為官，大概是最好的選擇了。二弟放心，我回頭請曹公賜你一官半職。”關羽滿臉不屑，“某不稀罕，這等言而無信的人，賞的官爵也是髒的。”
眼見袁紹日益強大，曹操忙召來眾謀士商議對策。軍師祭酒郭嘉笑道：“如今袁紹占據冀青幽並四州，看似強大，實際上不過金玉其外，敗絮其中。隻要明公振臂一呼，彈指可滅袁紹。”
尚書令荀彧也極力讚同：“袁紹地廣兵強，謀士有沮授、田豐、許攸、荀諶等人，武將有崔巨業、顏良、文醜、淳於瓊等，都是勇冠三軍，可惜沮授、田豐性格剛直，許攸為人貪婪，郭圖小人，審配專權，袁紹沒有容人之量，又不能處理好眾謀臣之間的矛盾，遲早禍起蕭牆。”
尚書荀攸、東中郎將程昱也紛紛讚同，其中荀攸獻計道：“明公，我有一計，可以提前為對付袁紹做些準備，以免將來手忙腳亂。西麵可攻河內，將勢力伸展到黃河以北；東麵可攻青州，占據黃河以南，監視袁軍。”
曹操憤恨道：“這個河內太守張揚，當初與呂布眉來眼去，我攻呂布他就遙相呼應，我早就想滅了他。後來聽說他有個部下叫楊醜，殺了張揚準備降我，可惜被張揚心腹眭固殺害。正好趁這個機會滅了這廝，也敲山震虎！不過，公達，你讓我攻青州是什麼意思？青州是袁紹的領地，這不是讓我與袁紹公然撕破臉嗎？”
荀攸大笑，“明公會錯意了，不是咱們攻，是借刀殺人。明公不是剛剛攻下徐州嗎？徐州不是有個泰山軍將領叫臧霸嗎？臧霸等人在青州十分有影響力，可以派他前往占領北海國、齊國等地。如果事情有變，咱們還有退路。”
曹操大喜，當即派行中軍校尉史渙、議郎兼監軍曹仁率領於禁、徐晃等人攻打眭固，又派臧霸去取北海郡等地，占領了河內郡和北海國等地，為抗擊袁紹集團準備了條件。
北方兩大軍事集團的矛盾日益尖銳，南麵孫策則趁機攻伐豫章，坐收漁利。