袁尚、袁熙知曹兵將至，料難迎敵，乃棄城引兵，星夜奔遼西投烏桓（今西拉木倫河兩岸及歸喇裏河西南地區）去了。
卻說幽州刺史烏桓觸，素來敬服曹操，與袁紹貌合神離，聽知袁紹已死，聚幽州眾官，歃血為盟，共議背袁向曹之事。
烏桓觸先言道：“吾知曹丞相當世英雄，今往投降，有不遵令者斬。”
烏桓觸乃出城迎接三路軍馬，徑來降操。操大喜，加為鎮北將軍。
可見成就大業者，不一定是單單靠打打殺殺定天下的，如果一味的強攻強取，不光消耗自身的力量，而且攻殺過程中，樹敵過多，為戰後的安撫非常不利。
曹操的軍事、政治政策，可以說是很成功的，很多地方武裝，如果撫慰得當，是不戰而下的，但話又說回來，沒有強大的實力做後盾，這些地方武裝也是絕對不會屈服的。
並州幽州既定，曹操商議西擊烏桓。
曹洪等勸曹操道：“袁熙、袁尚兵敗將亡，勢窮力盡，遠投沙漠；我今引兵西擊，倘劉備、劉表乘虛襲許都，我救應不及，為禍不淺矣：請回師勿進為上。”
郭嘉持有不同意見，說道：“諸公所言錯矣。主公雖威震天下，沙漠之人恃其邊遠，必不設備；乘其無備，卒然擊之，必可破也。且袁紹與烏桓有恩，而尚與熙兄弟猶存，不可不除。劉表坐談之客耳，自知才不足以禦劉備，重任之則恐不能製，輕任之則備不為用。雖虛國遠征，公無憂也。”
曹操點頭道：“奉孝之言極是。”於是西擊烏桓。
李海峰（荀攸）知道曆史，恐郭嘉隨軍出征，存亡未知，就力勸郭嘉留守幽州，郭嘉與李海峰（荀攸）關係極好，素知李海峰（荀攸）有先見之明，見李海峰（荀攸）如此勸告自己，於是留守幽州，避過此難。
卻說曹操率大小三軍，車數千輛，望前進發。但見黃沙漠漠，狂風四起；道路崎嶇，人馬難行。
曹操求向導官以引路。人薦袁紹舊將田疇深知此境，曹操召而問之。
田疇說道：“此道秋夏間有水，淺不通車馬，深不載舟楫，最難行動。不如回軍，從盧龍口越白檀之險，出空虛之地，前近柳城，掩其不備：蹋頓可一戰而擒也。”
曹操從其言，封田疇為靖北將軍，作向導官，為前驅；張遼為次；操自押後：倍道輕騎而進。至白狼山（現遼寧省喀左縣境內的大陽山），
原來袁尚被曹操打敗，轉而求助蹋頓，當時幽州、冀州官吏百姓奔逃到烏桓有十萬多戶，袁尚企圖憑著這些兵力及人力，奪回河北。
卻說曹操行軍至柳城白狼山，正遇袁熙、袁尚會合蹋頓等數萬騎前來。
曹操的部隊與烏桓的數萬精銳騎兵相遇，本來曹操的部隊多是步兵，騎兵很少，而且戰鬥力遠遠沒有烏桓的騎兵勇猛，烏桓精銳騎兵衝殺力極強。
但曹操此時有致勝王牌部隊－－－－－李海峰（荀攸）的神機營。
曹操令神機營的大炮暗藏於陣地兩側，待敵方騎兵衝鋒至近前，李大錘等人數十門大炮齊發，響聲震天。
別說蹋頓騎兵的戰馬，就是蹋頓騎兵，生來哪裏聽到過如此震天動地的炮聲，頓時人仰馬翻，騎兵陣勢大亂。
曹操果斷下令迎戰，任命張遼為先鋒，以曹純率領虎豹騎跟隨張遼衝擊烏桓軍陣，烏桓騎兵無法抵擋，被擊潰後逃竄。
蹋頓單於及其他首領被曹純虎豹軍抓獲斬殺。
曹操揮軍追擊，收降胡、漢人口二十多萬人。
袁熙、袁尚引數千騎投遼東太守公孫康去了。
曹純於此戰役後，被追錄前後功勞，封為高陵亭侯，食邑三百戶。自此曹純名聲大震。
李海峰（荀攸）建議曹操不要馬上進攻公孫康，而是等雙方火並後在行動，此時郭嘉也來書信，郭嘉的建議和李海峰（荀攸）一致。
曹操采納了兩人的建議，按兵不動，以觀其變。