界橋之戰終於在公元192年春爆發。公孫瓚和袁紹二軍傾巢而出，列好陣勢。但見旌旗鎧甲，光照天地。繡著“公孫”和“袁”字的大旗層層疊疊，隨風飄展，仿佛天上翻滾的彩雲。公孫瓚把軍隊分為左右兩隊，令騎兵護住兩翼，左右各五千餘人，白馬義從為中堅，嚴裝待發。袁紹令麴義率八百精兵為先鋒，強弩手千人布列其中，顏良、文醜再各帶弓箭手一千人，分為左右兩隊；令顏良為左隊射住公孫瓚右軍，令文醜為右隊射住公孫瓚左軍。袁紹自己引馬步軍數萬，於後接應。
《三國誌˙袁紹傳》注引《英雄記》記述了這次作戰過程。公孫瓚見麴義兵少，便放騎欲陵蹈之。義兵皆伏盾下不動，（幽州軍）未至數十步，乃同時倶起。揚塵大叫，直前衝突，強弩雷發，所中必倒，斬瓚所署冀州刺史嚴綱甲首千餘級。幽州軍馬馳袁軍陣前，被強弩射死一片。麴義縱馬出陣，又將嚴綱斬首。公孫瓚見先鋒受挫，立刻派左右兩軍，前去救援嚴綱。沒想到左右兩軍，都被顏良、文醜引弓弩手射住，近身不得。顏良、文醜、麴義趁勢一同並進，直撲公孫瓚大軍。麴義一馬當先，把公孫瓚中軍執旗官砍死，一路追趕到後軍。幽州軍大敗，步騎奔走，不複還營。但此時，趙雲守住後軍，
前軍雖亂，後軍卻穩如泰山。趙雲挺槍立馬，擋住麴義去路。麴義見此人身高八尺，姿顏雄偉，威風凜凜，不怒自威。於是麴義問道：“本將不斬無名之輩，來將何人，報上姓名。”趙雲回答：我乃常山趙子龍。”麴義聞所未聞，心想無名小輩竟敢螳臂當車，真是不自量力，便向趙雲殺去。趙雲初經大戰，其勢甚威。趙雲迎戰麴義，縱出為槍，橫掃為棍，一杆槍左右翻飛，上下舞動，虛實變幻，盡槍法之精華，令麴義眼花繚亂。麴義暗暗誇讚，此人勇猛甚於羌兵，想不到公孫瓚帳下還有此虎將。此時趙雲也覺得這是一名勁敵，非智取不能獲勝。於是趙雲虛晃一槍，回馬便撤，麴義哪裏肯放過，立刻驅馬追趕。待麴義近身，趙雲回頭望月，反手一槍，將麴義挑於馬下。麴義大叫一聲，逃回本軍。據《三國誌˙袁紹傳》注引《英雄記》記載：“麴義後恃功而驕恣，紹乃殺之”。公元200年，麴義因居功自傲，被袁紹捕殺，又分兵撲蕩麴義餘部。
隨後趙雲率領後軍殺人袁紹軍中。趙雲一杆槍左右突衝，猶如虎踏羊群，縱橫莫當。袁紹正在後軍，探馬回來稟報，麴義將軍已經斬倒公孫瓚大旗，現在正在追殺幽州兵。袁紹很是得意，心想：公孫瓚這個無能之輩，必命葬於此，隻要公孫瓚一死，我便立刻奪他幽州。隨後袁紹和謀士便出營帳上高處觀看，不料卻看到一位白袍將領引幽州兵直殺到後軍。袁紹吃驚地說：“何人有如此膽量，敢闖我後軍?”別駕從事田豐欲扶袁紹退人牆下躲避，袁紹不滿，說道：“大丈夫應戰死沙場，豈可牆內苟活?”田豐隻好調來大戟手百人擋住趙雲攻擊。此時顏良、文醜回援後軍，趙雲衝突不進，隻好保著公孫瓚殺散袁軍，向界橋大營奔來。袁紹驅兵追趕，幽州軍後退不及，落水者無數。正在危急時刻，隻聽山坡後邊喊聲大起，一彪人馬突然從斜刺殺出。為首三員大將，原來是劉備劉玄德、關羽關雲長、張飛張翼德三兄弟。三人從高唐縣探知公孫瓚和袁紹在界橋交戰，特來投奔相助。袁紹將士抵擋不住，各自逃命。公孫瓚“白馬義從”殘部調轉馬頭，奮力追殺，袁軍士卒互相踐踏，潰敗而去。
界橋之戰，公孫瓚沒有取得完勝。《三國誌˙公孫瓚傳》記載：瓚軍敗走勃海，與範倶還薊（北京西南一帶），於大城東南築小城，與虞相近，稍相恨望。公孫瓚退回薊縣，兄弟之仇未報，又與劉虞駐地很近，公孫瓚心裏怨氣不小。不過學友劉備劉玄德帶著關張二弟到來，公孫瓚非常高興。公孫瓚表示，袁紹老兒，欺吾太甚，日後定當報仇雪恨。隨即引薦趙雲與劉關張三弟兄相見。劉備大耳垂輪，麵如冠玉，舉止之間盡顯儒雅之風；關羽麵若重棗，相貌堂堂；張飛燕額虎須，聲若巨雷，一個個透著英雄之氣。《雲別傳》記載：時先主亦依讬瓚，每接納雲，雲得深自結讬。《資治通鑒》亦記載：劉備見而奇之，深加接納。劉備見到趙雲，英雄相惜，意氣相投，很快結交為朋友。