張濟從關中跑到南陽。張濟死後，侄子張繡統領他的部隊。建安二年春季正月，曹操到達宛城，張繡投降，不久為此而後悔，再次反叛。曹操跟他交戰，軍隊打了敗仗，自己被流箭所射中，大兒子曹昂、侄子曹安民遇難。曹操於是率領軍隊回到舞陰，張繡帶領騎兵前來侵掠，曹操打敗了他。張繡逃到穰縣，與劉表聯合。曹操對各將領說道：“我接受張繡等人投降，錯誤在於沒有立即取得他們的人質，以致弄到這種地步。我明白失敗的原因了。各位看吧，從今以後不會再失敗了。”於是回到了許都。
袁術打算在淮南稱帝，派人告訴呂布。呂布扣留了他的使者，把他的信上報朝廷。袁術惱怒，攻打呂布，被呂布所打敗。秋季九月，袁術侵擾陳縣，曹操東征袁術，袁術聽到曹操親自前來，扔下軍隊逃跑，留下他的部將橋蕤、李豐、梁紀、樂就。曹操到達，打敗了橋蕤等人，把他們全斬了。袁術逃過淮河。曹操回到許都。
曹操從舞陰回來，南陽、章陵各縣又反叛而歸附張繡，曹操派曹洪攻打他們，失利，退守葉縣，不斷地被張繡、劉表所侵擾。冬季十一月，曹操親自往南征討，到達宛城。劉表部將鄧濟據守湖陽。曹操攻占了湖陽，活捉了鄧濟，湖陽投降。攻打舞陰，也把它攻下了。
三年春季正月，曹操回到許都，開始設置軍師祭酒的官職。三月，曹操在穰縣圍攻張繡。夏季五月，劉表派兵救援張繡，切斷曹軍的後路。曹操率領軍隊往回撤退，張繡的軍隊前來追趕，曹操的軍隊不能前進，就連接軍營逐漸向前推進。曹操寫給荀彧的信說：“敵人前來追趕我，即使一天走幾裏地，我估計到達安眾，必定打敗張繡了。”到達安眾，張繡和劉表的軍隊聯合把守險要地區，曹操的軍隊前後受到敵人的攻擊。曹操於是乘夜在險要地區開鑿地道，全部運走了軍用物資，設置奇兵。正好天亮，敵人以為曹操偷偷逃跑了，全軍前來追趕。曹操於是出動奇兵，步兵和騎兵夾擊，大敗敵軍。秋季七月，曹操回到許都，苟彧問曹操：“先前預料敵人必定失敗，根據什麼呢？”曹操說：“敵人阻截我回軍，而跟被置於死地的我軍交戰，我因此知道將士奮死殺敵必定能夠取勝。”
袁術請求呂布攻打劉備，曹操派遣夏侯停援救劉備，交戰不利。劉備被高順打敗。九月，曹操東征呂布。冬季十月，在彭城進行屠殺，前進到了下邳，呂布親自帶領騎兵迎戰。大敗呂布，俘獲了他的勇將成謙。追趕到城下，呂布恐慌，準備投降。陳宮等人阻止了他的打算，向袁術求救，鼓勵呂布出城交戰，又戰敗，於是回城固守，曹操沒有將城攻下。這時曹操連續作戰，士兵疲憊，打算回軍，采用荀攸、郭嘉的計策，決開泗水、沂水來淹下邳城。一個多月後，呂布的部將宋憲、魏續等人活捉了呂布、陳宮，把他們殺了，全城投降。太山郡的臧霸、孫觀。吳敦、尹禮、昌豨各自聚集一幫人。呂布打敗劉備的時候，臧霸等人全跟隨呂布。呂布戰敗，曹操俘獲了臧霸等人，寬厚地接納、對待他們，最後劃出青州。徐州靠海區委派他們管理，分出琅琊、東海、北海地區，設立城陽、利城、昌慮郡。
戰官渡破袁紹
袁紹已經吞並了公孫瓚，兼並了四州的地區，率領軍隊十多萬人，將要進軍攻打許都。曹操各將領認為不可抵抗。曹操說：“我了解袁紹的為人，誌向大而才智小，表麵嚴厲而內心怯懦，嫉妒刻薄而缺少威望，考慮周全而猶豫不決，謀士多卻不為他所用，士兵雖多卻指揮籌劃不當，將領驕橫而且政令不統一，土地雖然廣闊，糧食雖然豐足，卻正好是把這些作為我的奉獻啊。”秋季八月，曹操向黎陽進軍，派臧霸等進入青州攻破齊、北海、東安，留下於禁在黃河邊駐守。九月，曹操回到許都，分出部分兵力把守官渡。冬季十一月，張繡率領部隊投降。十二月，曹操在官渡駐軍。
次年二月，袁紹派遣郭圖、淳於瓊、顏良在白馬攻打東郡太守劉延，袁紹領兵到了黎陽，準備渡過黃河。夏季四月，曹操往北救援劉延，荀攸勸說曹操道：“如今我們兵力少不能抵擋，分散敵人的兵力才可以取勝。您到了延津，裝作準備渡過黃河向他們的後方進軍，袁紹必定往西迎戰您，然後派輕裝部隊襲擊白馬，趁他們沒有防備，就可以捉住顏良了。”曹操聽從了荀攸的計策。袁紹聽說曹軍渡過黃河，立即分出兵力往西迎戰曹軍。曹操就率領軍隊急行，直奔白馬，離白馬尚有十多裏．顏良大驚，前來迎戰。曹操派張遼、關羽做先鋒，先打敗了敵人，斬了顏良，終於解除了白馬之圍，遷徙白馬的百姓，循著黃河朝西走。袁紹在這時渡過黃河追擊曹操的部隊。追到延津的南麵，曹操指揮軍隊在西麵山坡下紮營，派人登上營壘望敵軍，報告說：“大約有五六百騎兵。”過了一會兒，又報告：“騎兵逐漸增多，步兵多得數不過來。”曹操說：“不用再報告了。”就下令讓騎兵禦下馬鞍放開馬匹。這時，白馬駐軍的輜重已經上路。各將領認為敵軍的騎兵多，不如回去守衛軍營。荀攸道：“這是用來引誘敵人上鉤的，為什麼要離開這兒呢？”袁紹的騎兵將領文醜和劉備帶領五六千騎兵先後來到。各將領又說：“可以上馬了。”曹操說：“可以了。”於是大家都上馬，當時騎兵不足六百人，就揮軍出擊，大敗敵軍，斬了文醜。顏良、文醜都是袁紹的有名將領，兩次交戰，都被擒殺，袁紹的軍隊大為震動，曹操回軍官渡。袁紹進軍保衛陽武。關羽逃回劉備那兒。
八月，袁紹連接營壘逐漸向前推進，靠著沙丘駐紮，從東到西連綿數十裏。曹操也分紮營壘跟敵方對抗，交戰不利。當時曹操兵力不足一萬人，傷員占十分二三。袁紹軍隊前進到官渡，堆土山挖地道。曹操也在營內堆土山挖地道，跟敵軍對抗。袁紹軍射箭入曹軍營中，箭下如雨，走動的都要用盾牌遮擋，大家非常害怕。這時曹操糧食少，給荀彧寫信，商議打算撤回許都。荀彧回信說：“袁紹全部人馬聚集在官渡，準備跟您決一勝負。您以最弱小的兵力對抗最強大的敵軍，如果不能製服他，必定被敵軍所追逐，這是天下的重大轉機啊。況且袁紹隻是一個一般的豪雄罷了，能夠聚集人才卻不能使用人才。憑借您的神武英明並且加上以天子之命討伐叛亂的正當名義，有什麼事而不能做成功呢？”曹公聽從了荀彧的意見。
袁紹數千輛運送穀物的車子到達，曹操采用荀攸的計策，派徐晃、史渙去截擊，大敗袁軍，全部燒毀了袁紹的運糧車。曹操跟袁紹相持了幾個月，雖然每次交戰都斬殺敵將，但是兵少糧盡，士兵疲乏。曹操對運糧的人說道：“再過十五天替你們打敗袁紹，不再讓你們勞苦了。”冬季十月，袁紹派車運糧，令淳於瓊等五個人帶領一萬多士兵護送車隊，露宿在袁紹軍營北麵四十裏的地方。袁紹的謀臣許攸貪婪無度，袁紹不能滿足他，就前來投奔曹操，借機勸說曹操攻打淳於瓊等人。曹操身邊的人懷疑他。荀攸、賈詡勸說曹操采納。曹操於是留下曹洪防守，自己帶領五千步兵和騎兵乘夜前往，恰在天亮時到達。淳於瓊等人望見曹操兵少，出去到營門外布陣。曹操急速攻擊淳於瓊，淳於瓊退守營房，於是就攻打淳於瓊的營房。袁紹派騎兵援救淳於瓊。曹操身邊的人有的說：“敵人的騎兵逐漸接近，請求分兵抵抗他們。”曹操發怒說：“敵人到背後才報告！”士兵都拚死作戰，大敗淳於瓊等人，把他們全斬了。袁紹剛聽到曹操攻打淳於瓊時，對大兒子袁譚說道：“趁他攻打淳於瓊等人，我去攻占他的軍營，他就沒有地方落腳了！”於是派張郃、高覽攻打曹洪。張郃等人聽到淳於瓊敗亡，就前來投降。袁紹軍隊大潰敗，袁紹和袁譚扔下軍隊逃跑，渡過了黃河。曹軍追趕上他們，全部繳獲了他們的輜重、圖表文書和珍寶，俘虜了他們的部眾。曹操繳獲袁紹的信件中，有許都和曹軍中的人和袁紹來往信件，曹操把它們全部燒掉了。冀州各郡很多城邑都自動投降了。
六年夏季四月，曹操在黃河邊檢閱軍隊，攻擊袁紹在倉亭的軍隊，把它打敗。袁紹回來，又收攏被打散的士兵，平定了各反叛的郡縣。九月，曹操回到許都。
袁紹自從軍隊被打敗之後，發病吐血，在夏季五月死去。小兒子袁尚接替他的官職，袁譚自稱車騎將軍，駐紮在黎陽。秋季九月，曹操征討他們，連續交戰，袁譚、袁尚屢次戰敗退卻，堅守黎陽。
遠證烏桓
三郡烏桓趁天下的動亂，攻下幽州，掠取漢民合計十餘萬戶。袁紹把他們的首領都立為單於，把族人的女孩子作為自己的女兒，嫁給他們做妻子。遼西單於蹋頓尤為強大，被袁紹所看重，所以袁尚兄弟投奔他，頻繁入塞造成災難，曹操準備征討他們。
十二年春季二月，曹操從淳於返回鄴城。丁酉日，下令道：“我發動義軍鏟平暴亂，到現在有十九年了，所征討的必定戰勝，難道是我個人的功勞嗎？這是有才能的士大夫們的力量啊。天下雖然尚未完全安定，我應當和有才能的士大夫們一起平定它。可是獨自享有那些功勞，我怎麼能夠心安理得呢？要趕緊評定功績、實行封賞。”於是廣泛地封賞二十多位功臣，都封為列侯，其餘的人各按功勞大小受封，並且免除死難者的子孫的徭役，封賞或輕或重各有差別。
將要北征三郡烏桓，各將領都說：“袁尚，是一個逃亡的敵人罷了，夷人貪婪而沒有愛心，哪裏會被袁尚所利用？如今深入征討他，劉備必定說服劉表來襲擊許都。萬一發生事變，後悔也來不及了。”隻有郭嘉算定劉表必定不會信任劉備，勸曹操北征。夏季五月，到達無終。秋季七月，發大水，沿海道路不通，田疇請求擔任向導，曹操聽從他，帶領軍隊出盧龍塞，塞外道路斷絕不通，於是開山填穀五百多裏，路過白檀，經曆平岡，走過鮮卑族地區，向東直撲柳城，距離柳城二百裏時，敵人才知道消息。袁尚、袁熙和蹋頓、遼西單於樓班、右北平單於能臣抵之等人帶領數萬騎兵迎戰曹軍。八月，曹操登上白狼山，突然跟敵人碰上，敵兵非常多。曹操的輜重尚在後邊．披戴鎧甲的人很少，左右的人都害怕。曹操登上高處，望見敵軍的陣勢不整齊，就出兵攻擊敵陣，派張遼做先鋒，敵軍大崩潰，斬了蹋頓和名王以下多人，投降的胡人和漢人共二十餘萬人。遼東單於速仆丸和遼西、右北平各頭領，扔下他的族人，跟袁尚、袁熙逃奔到遼東，相隨的部下尚有數千騎兵。當初，遼東太守公孫康依仗地處偏遠不肯歸服。等到曹操打敗烏桓，有人勸說曹公立即征討他，就可以捉住袁尚兄弟倆。曹操說：“我正讓公孫康斬下並且送來袁尚、袁熙的人頭，不去麻煩軍隊了。”九月，曹操率兵從柳城回來，公孫康隨即斬了袁尚、袁熙和速仆丸等人，把他們的人頭送來。將領中有人問；“曹公回來而公孫康斬下並送來了袁尚、袁熙的人頭，是什麼原因呢？”曹操說：“公孫康向來害怕袁尚等人，我緊逼他就把力量聯合起來，放鬆他就會互相算計，情勢就是這樣啊。”十一月到達易水，代郡烏桓代理單於普富盧、上郡烏桓代理單於那樓帶領他們的名王前來祝賀。
十二年春季正月，曹操回到鄴城。開鑿玄武池來訓練水軍。漢朝廷撤消三公的官職，設置丞相、禦史大夫。夏季六月，任命曹操為丞相。
赤壁之戰
公元200年，曹操統一了北方，占據了八州的地盤，形成了獨占中原的格局。接著他又揮師平定遼東地區的烏桓勢力，基本穩定了後方地區，一時間成為當時曆史舞台上不可一世的風雲人物。然而，對於素懷雄心大誌的曹操來說，統一北方地區，隻能算作是統一天下的第一步而已。他的宏偉目標，是掃平所有的割據勢力，重新統一天下。於是他便積極從事南征的戰爭準備。一切就緒後，曹操緊擂戰鼓，興起大軍，浩浩蕩蕩向南方地區殺奔而來。
當時，南方的主要割據勢力有兩個，一個是立國三世的東吳孫權政權，他據有揚州六郡。這些地方土地肥沃、物產豐富，在當時戰亂較少。而北方人的南遷又給當地帶來了先進的生產技術，因此東吳的經濟有了長足的進步。在軍事上，孫權擁有精兵數萬，有周瑜、程普、黃蓋等著名將領，內部團結，加上據有長江天險，因而使它成為曹操吞並天下的主要障礙。
另一個是荊州的劉表。他基本上采取了維持現狀的政策。但他年老多病，處事懦弱，其子劉琦和劉琮又因爭奪繼承權而鬧得不可開交，所以政權並不穩固。至於劉備，在當時還沒有自己固定的地盤。他原來依附袁紹，官渡之戰後投奔劉表。劉表讓他屯兵新野、樊城一帶，為自己據守阻止曹軍南下的門戶。但劉備號稱梟雄，誌在複興漢室，所以就趁著這一機會擴充軍隊、網羅人才。他這時擁有諸葛亮、關羽、張飛、趙雲等謀士、猛將，是曹操吞並天下的又一重要障礙。
公元208年七月，曹操率軍南下，他的第一個戰略目標是荊州。荊州曆來為兵家必爭之地，如占據了它，既能夠控製今湖北、湖南地區，又可以順江東下，從側麵打擊東吳，向西進軍則可以奪取富饒的益州(今四川)。就在戰爭一觸即發的緊要關頭，劉表於八月因病一命嗚呼了。接替他的次子劉琮更不爭氣，他讓曹操的兵威嚇破了膽，未作任何抵抗，就將荊州拱手獻出。曹操兵不血刃，完成了南下戰略的第一步，於是曹操率領號稱80萬的大軍，自江陵(今湖北江陵)沿江東下直逼夏口(今湖北武昌)。劉備與劉表的長子劉琦一道率領大約2萬左右的士兵，防守夏口，因為兵力懸殊，就派諸葛亮到江東去聯合孫權，共同抗曹。