袁紹大喜，他原本就想速戰速決，沒想到求仁得仁，曹操居然率先沉不住氣。袁紹詢問如何破敵，沮授笑道：“曹操正麵對敵，必定沒有這麼簡單。以我猜測，曹操必定想趁機偷襲我軍糧草，或者派人迂回繞道陽武後麵偷襲我軍大帳。主公不妨留兩路人馬，以備不測。”袁紹又詢問別駕荀諶，荀諶也點頭道：“監軍說的沒錯，荀攸這人從來喜歡兵行險著，上次如果不是監軍提醒，咱們險些著了他的道。主公可以讓左將軍劉備領兵防守，咱們正麵對敵。”
袁紹於是命崔巨業領兵一萬為前鋒，張郃領兵五千為左翼，高覽領兵五千為右翼，蔣奇率領兩萬中軍，調淳於瓊防守糧草，命劉備率軍為後備。袁曹各自率領四萬大軍在官渡附近鏖戰，戰況慘烈，血流成河。屍體甚至阻塞了鴻溝水，染紅了水麵。
突然曹軍中郎將朱靈突然率軍從封丘方向直奔白馬山而去，準備強渡濟河，迂回繞到袁軍後方。不久烏巢駐軍淳於瓊察覺敵情，迅速領兵支援渡口，與朱靈大軍在濟水大戰。朱靈沒有占到便宜，下令強渡，鏖戰半日，依舊無法渡河。
這時中郎將路招率軍從陰武西渡過濟河，直奔陽武攻去。半途又被劉備大軍攔住去路，雙方廝殺一起，都沒有退後半步。劉備命張飛為先鋒，關羽和趙雲分別為左右翼，三路夾攻。路招不敵，不得不退回濟河南岸。劉備趁機進攻，從左翼插入官渡曹軍。
曹操見左邊殺出一隊人馬，急令曹仁率軍五千支援左翼。劉備大軍與曹仁大軍在西麵鏖戰，曹仁見關張趙三人都在，沒敢衝鋒，隻是坐鎮指揮。劉備一馬當先，率先衝殺。身後眾將個個奮勇，撕開了曹軍左路防線。曹操大驚失色，急忙親自領兵迎戰劉備。
袁紹見曹軍西麵塵土飛揚，料定必是劉備大軍殺到，立刻催動三軍急攻，自己也親率中軍迎上。曹軍敗北，損兵折將，急忙退回鴻溝北麵大營據守。袁紹乘勢包圍曹操大營，曹軍堅守不出，雙方進入僵持階段。
曹操清點人馬，折損兩萬，隻剩三萬大軍，不禁憤恨，氣得跺腳。袁紹一戰折損上萬兵馬，仍有四萬大軍。兩次會戰，曹操先後以失敗告終，逐漸大挫銳氣。曹操再也不敢輕易提出戰的事，而且心灰意冷，逐漸萌生了退軍的想法。
袁紹見曹操堅守不出，詢問如何應對。荀諶捋著胡須笑道：“當初公孫瓚是怎麼對付主公的？主公難道不可以效仿嗎？”袁紹一拍腦門，大笑道：“對啊，當初公孫瓚這廝築起土堆，害我吃盡苦頭，後來挖了地道才擊敗他。咱們也堆起土山，建造城樓，居高臨下，弄死曹操。”
曹操正在營中寫信，準備寄信給尚書令荀彧，考慮退軍的事。突然外麵亂糟糟，曹仁大喊：“主公，我有要事稟報！”曹操急忙出帳，帳外許褚忙退到一旁。隻見曹仁、曹洪、夏侯淵等人齊齊前來，曹仁上氣不接下氣道：“大事不好了，袁軍在營外築造土山，如果讓他們建成，咱們就成了靶子！請主公下令，命我們出營襲擊！”
曹操眉頭深鎖，怒道：“就憑你們？連我都不是袁紹敵手，你們算哪根蔥？立刻請奉孝、公達、文和前來。”不久尚書荀攸、軍師祭酒郭嘉、參軍賈詡紛紛前來。曹操苦惱道：“我兩次出戰都失敗了，這次袁紹竟然騎在我頭上拉屎拉尿，你們說該怎麼辦？”荀攸趁機道：“明公，兩次失利都是我的錯，是我低估了沮授，與明公無關。這次他們咄咄逼人，正是咱們掙回顏麵的時候。我有一計，可以輕鬆瓦解對方居高臨下的優勢。”