许攸趁夜暗自离开袁绍的军队，前往曹操的营寨，但被伏路军人拦住。许攸声称自己是曹操的旧友，请求通报，说南阳的许攸前来见面。军士将此消息报告给曹操，曹操闻讯大喜，不及穿衣鞋袜，光着脚迎接许攸，远远地见到许攸后，抚掌欢笑，携手一起进入营寨，曹操还先行拜许攸。许攸慌忙扶起曹操说：“公是汉相，我只是布衣，何需如此谦恭？”曹操回答说：“你是操的旧友，岂敢以名爵相上下呢！”许攸说：“我不能选择主公，被迫侍奉袁绍，他不听我的建议，不采纳我的计策，所以特意弃绍来见故人。希望能够收留我。”曹操说：“子远能够来，那么我的事情就成功了！请告诉我如何打败袁绍的计策。”许攸说：“我曾经教袁绍用轻骑乘虚袭许都，前后夹击。”曹操大惊道：“如果袁绍采纳了你的建议，那我的事情就失败了。”许攸说：“公军队的粮食还有多少？”曹操回答：“能够支撑一年。”许攸笑道：“恐怕并非如此。”曹操说：“最多半年。”许攸摇摇头起身说：“恐怕并非如此。”他匆忙走出帐篷说：“我是真心相投，而你们却见欺如此，我原本的期望何在？”曹操挽留他说：“子远不要生气，还请告诉我实际的情况：军队的粮食还能坚持多久？”许攸笑着说：“世人都说孟德是奸雄，今天果然如此。”
曹操也笑着说：“难道你没听说过兵法中的‘兵不厌诈’吗？”然后他们俩低声交谈起来，曹操问道：“军队中还有多少粮食？”许攸大声说：“你不要瞒着我！粮食已经用尽了！”曹操吃惊地问：“你怎么知道的？”许攸拿出了操和荀彧的书信给曹操看，说：“这封信是哪个人写的？”曹操惊问：“你是从哪里得到的？”许攸就把俘获使者的事情告诉了曹操。曹操握住许攸的手说：“子远既然怀念旧交而来，愿意给我一些指导。”许攸说：“明公以孤军对抗大敌，却不求急于胜利，这是找死的做法。我有一个计策，只需要三天，就能让袁绍的百万大军自乱阵脚。明公愿意听吗？”曹操高兴地说：“我愿意听取你的好策略。”许攸说：“袁绍的军队的粮实储存在乌巢，而淳于琼被调去守备，他嗜酒且没有准备。你可以派遣精兵伪装成袁绍的将领蒋奇，声称前来护送粮草。趁机烧毁袁绍的粮草和辎重，这样袁绍的军队就会陷入混乱，不战而溃败。”曹操大喜，非常重视许攸，将他留在边塞。第二天，曹操亲自选取了五千名精锐的步兵和骑兵，准备前往乌巢劫掠粮草。
张辽提醒说：“袁绍驻扎的地方怎么可能没有防备呢？丞相还是不要轻举妄动，恐怕许攸有诈。”曹操笑道：“不用担心，许攸此来，必然是天助我败袁绍。现在我们军队的粮食不足，很难坚持下去，如果不采取许攸的计策，那就是坐以待毙。而且他若有诈，怎么会停留在我的营寨里呢？我也一直想劫掠乌巢，现在终于有了机会。劫掠粮草是必然的行动，君请不要怀疑。”张辽说：“我们还需要防备袁绍趁虚而入。”曹操笑道：“我已经有了周密的计划。”他命令荀攸、贾诩、曹洪与许攸一起守护大寨，夏侯惇、夏侯渊领一军伏击在左侧，曹仁、孙典领一军伏击在右侧，以防袁绍的袭击。
他让张辽和许褚在前面，徐晃和于禁在后面，自己与其他将领居中，共同领着五千人马，打着袁军的旗号，军士们都绑着草，背着柴薪，人们嘴里含着枚子，马勒着嘴，黄昏时分，开始向乌巢出发。夜晚星光璀璨。故事接着说，沮授被袁绍囚禁在军中，这天晚上他看到星星明亮排列，命令看守把他带到中庭，仰望天象。突然，他看到太白逆行，入侵牛、斗的区域，大惊道：“祸将至了！”于是连夜请求见袁绍，袁绍已经喝醉了，听说沮授有重要事情要报告，就叫他进来问明。沮授说：“刚才我观察天象，看到太白逆行在柳、鬼之间，光芒射入牛、斗之中，恐怕有敌军袭击。乌巢是储存粮草的地方，必须要有所准备。应该立刻派遣精兵和勇将，沿着山路巡逻，以免被曹操算计。”袁绍生气地叱责道：“你是个犯罪的人，竟敢胡言乱语惑众！”
然后他又责备看守说：“我命令你拘禁他，为什么敢放他出去！”于是下令斩杀了看守，另外派人监押沮授。沮授走出来，掩着泪水叹息道：“我们的军队命悬一线，我的尸骸将不知道落在何处！”后来有人写了诗来叹息：“逆耳的忠言反而变成了仇恨，袁绍这个独夫少有机谋。乌巢的粮食已经耗尽，他还想守住冀州的区区一点地盘。”接着说，曹操带领军队夜行，经过袁绍的另一个营寨，袁军问是哪个军队。曹操派人回答：“蒋奇奉命护送粮草去乌巢。”袁军见是自己的旗号，就没有怀疑。经过几处营寨，都声称是蒋奇的军队，并没有遇到阻碍。等到达到乌巢的时候，已经是四更完了。曹操命令士兵用草束围着点火，众将士鼓噪着直接冲进去。这时，淳于琼正和其他将领们喝酒，醉熏熏地躺在帐篷里。听到鼓声，他们赶紧跳起来问：“为什么这么吵闹？”还没等他们说完，就被人用钩子拖倒了。眭元进、赵睿正在回来运送粮食的路上，看到寨子里起火了，赶紧赶过来救援。曹军立刻报告给曹操，说：“敌军在后面，请派部队阻击。”曹操大喝道：“诸将只需要奋力向前冲，等敌人到了背后再回头战斗！”于是众将士争先恐后地冲杀过去。
曹操率领军队冲入乌巢，火焰在夜空中熊熊燃烧，浓烟弥漫，迷失了整个战场的视线。眭元进、赵睿两位将领急忙率军前来救援，曹操见状，立即勒马回身迎战。两位将领竭力抵抗，但面对曹军的强大攻势，他们无法抵挡。最终，他们都被曹军所杀，没有一人能够逃脱。
与此同时，曹军将乌巢中的粮草尽数烧毁，大量的粮食烟雾弥漫，化为灰烬。袁绍的大军因为失去了后方的粮草补给，陷入了绝境，士气低落，不知所措。
淳于琼被曹军擒获，他被带到曹操面前，曹操愤怒之下，下令割去淳于琼的耳鼻手指，并将他缚在马上，然后将他放回袁绍的营寨，以此辱没袁术，让他感受到失败的屈辱。
袁绍在帐中听到乌巢失陷的消息，他立即出帐召集文武官员商议应对之策。张合建议自己与高览一同前往救援乌巢，但郭图却持不同意见。他认为曹操劫取粮草后必然亲自前往，而曹操离开营寨后，寨子必然空虚，可以趁机发动进攻，迫使曹操速速返回。郭图将此比喻为孙膑围魏救赵之计。
张合不同意郭图的观点，他认为曹操多谋，外出必有内备，以防不测。如果现在攻击曹操的营寨却无法攻破，而淳于琼等人又被擒获，我们都将会被俘虏。郭图坚持自己的意见，主张劫取曹营。袁绍最终听从郭图的建议，派遣张合和高览率领五千兵士前往官渡袭击曹营，同时派遣蒋奇领一万兵马前往救援乌巢。
曹操则利用淳于琼的军队装扮成淳于琼的部队，伪装成败军回寨的样子。在一条山僻小路上，恰好遇到蒋奇的军队。蒋奇的军队询问情况，假扮的曹军称自己是乌巢败军，正要回寨。蒋奇并未怀疑，驱马径过。此时，张辽和许褚突然出现，大喝道：“蒋奇，休想逃走！”蒋奇措手不及，被张辽斩于马下，蒋奇的军队也被击溃。曹操还派人提前传报，声称蒋奇已经自杀散乌巢的军队。袁绍因为没有再派人接应乌巢，只是增兵前往官渡。
张合和高览攻击曹营时，夏侯惇、曹仁和曹洪三方同时冲出，袁军大败。当援军赶到时，曹操已经从背后杀来，四面围住袁军，展开全面的攻击。张邰和高览设法突围，成功逃脱。袁绍收到乌巢残败的军马归寨，看到淳于琼被割去耳鼻，手足尽断，他问道：“为何失去了乌巢？”败军告诉袁绍，淳于琼因为醉卧而无法抵抗。袁绍勃然大怒，立即将淳于琼斩首。
郭图担心张合和高览回寨后将证明自己的清白，先于袁绍前污蔑他们。他对袁绍说：“张合和高览见主公军败，心中一定会感到喜悦。”袁绍问道：“你为什么这样说？”郭图回答说：“两人一直有降曹的意思，现在派他们去攻打寨子，明显故意不用力量，导致士卒损失。袁绍非常愤怒，立即派使者急速召回张合和高览，要他们回寨接受责罚。郭图先派人告诉张合和高览：“主公要处决你们了。”当使者到达时，高览问道：“主公召我们回去有何事？”使者回答：“不知道。”高览立刻拔剑斩杀了使者，张合非常惊讶。高览说：“袁绍听信谣言，必然会被曹操俘虏，我们怎能坐以待毙呢？不如去投靠曹操。”张合表示自己早就有这个心思。
袁绍的军队被曹操击败后，张合和高览决定投降曹操。曹操接受了他们的投降，并对他们表示了赞赏和恩遇。他称赞他们的勇敢和忠诚，并将他们封为偏将军和侯爵。张合和高览非常高兴。
袁绍失去了张合、高览和乌巢的粮草，军心涣散。曹操的谋士荀攸建议曹操分兵劫取酸枣和黎阳，断绍军的归路，使袁绍分兵抵御，然后趁机攻击袁绍。曹操采纳了这个计策，派出了三路军队劫寨。战斗一直持续到天亮，绍军大败，损失惨重。
曹操继续利用谣言来瓦解袁绍的军队，声称自己正在调动军队攻打邺郡和黎阳。袁绍听闻后大惊，急派袁谭和辛明分别前往救援。曹操得到袁绍军队的动向后，立即分兵追击，袁绍军溃不成军，袁绍只身骑马逃跑，袁尚紧随其后。曹操派张辽、许褚、徐晃、于禁四位将领追击袁绍，袁绍急忙渡河逃走，丢下了图书车辆、金帛等，只带着八百骑兵离开。曹操的军队虽然追击，但无法赶上，只获得了袁绍丢下的物资。曹操杀了八万多人，血流成河，淹死的人更是无法计数。
曹操获得了完全的胜利，他将所得的财宝分给了士兵。在查阅袁绍的图书时，曹操发现了一批与许都和军中人员密谋的信件。有人建议将这些人逐一点名并处死，但曹操认为袁绍实力强大，自己也无法保全，何况其他人呢？他下令将信件全部焚毁，不再追究。
袁绍在战败后被曹军擒获，沮授因被困而无法逃脱，被曹军擒获后，被曹操带到面前。曹操曾与沮授相识，见到他后大声喊道：“沮授不降！”曹操说：“袁绍无谋，不听你的建议，你为何还固执不转？如果早得到你，天下就无需担心了。”然后曹操对沮授表示了厚待，留在军中。沮授趁夜盗取马匹，准备归还给袁氏，但被曹军发现并杀死。沮授至死神色不变，曹操叹息道：“我误杀了一位忠义之士！”下令厚葬他，并在墓碑上题写“忠烈沮君之墓”。