农业生产迅速恢复。这是曹操在经济上的一大成功。
       
    迎献帝、迁都于许和恢复农业生产是曹操得以成功的两个重要条件。
        
    从建安二年起，曹操利用他“挟天子以令诸侯”的政治优势，东征西讨，开始了他翦灭群雄，统一北方的战争。
        
    其时，在曹操的北边，是占有冀、并、幽、青四州的袁绍；南边，是占据扬州的袁术；东南，是占据徐州的吕布；正南，是占据荆州的刘表；西边，是关中诸将。此外，董卓部将张济之侄张绣投降刘表后，屯驻于宛县（今河南南阳），对许都形成威胁。 
       
    建安三年（公元198）九月，曹操东征徐州，进攻久与他为敌的吕布。在曹军攻势之下，吕布军上下离心，十二月，吕布将魏续、宋宪等生擒吕布谋士陈宫归降曹操。吕布见大势已去，下城投降。曹操将吕布、陈宫处死，收降吕布将臧霸、孙观等人，初步控制了徐州。
       
    当时，群雄实力最强的是袁绍。曹操预作布置，命在青州有潜在影响的臧霸等人攻入青州，占领齐（治今山东临淄）、北海（治今山东寿光东南）等地，巩固右翼；又命大将于禁屯军黄河南岸，监视袁军。不久，张绣听从谋士贾诩之计，投降曹操，曹操大喜，拜张绣为扬武将军，解除了后顾之忧。这年十二月，曹操自率军屯于官渡（今河南中牟北），准备迎击袁绍。
     
    刘备在徐州牧陶谦死后，曾一度出任徐州牧，后徐州被吕布攻占，刘备投奔曹操。曹操认为刘备是个英雄，先后表他为豫州牧、左将军。曹操攻占徐州不久，淮南袁术准备逃往青州往依袁绍，曹操派刘备去截击。建安五年正月，董承等人谋诛曹操事泄，被曹操杀掉。刘备遂袭杀徐州刺史车胄，占据徐州。
       
    曹操为了免于将来同袁绍作战时前后受敌，决定先消灭在徐州立足未稳的刘备。时诸将皆怕袁绍乘机来攻许都，曹操对此胸有成竹，说：“刘备，人杰也，今不击，必有后患。袁绍虽有大志，而见事迟，必不动也。”遂进军，以迅雷不及掩耳之势击破刘备，刘备逃奔袁绍。
   
    袁绍是当时北方最强大的一股势力，也是曹操统一北方最强大的敌人。袁氏一门，自袁绍曾祖袁安以下，“四世居三公位”，“门生故吏遍于天下”，势力本就很大，后袁绍取得冀、并、幽、青四州之地，实力大增，有军队数十万人。袁绍以其长子袁谭、次子袁熙、外甥高干分守青、幽、并三州，后方稳固，兵精粮足，根本不把曹操放在眼里。他挑选精兵十万、战马万匹，志在一举消灭曹操。建安五年二月，袁绍命大将颜良等人进兵白马（今河南滑县北），自率大军进屯黎阳（今河南浚县东），向曹操发动进攻。
        
    曹操的实力比袁绍弱得多。曹操所占的大河以南地区，地盘既小，又是四战之地，残破不堪，还没有完全恢复，物资比不上袁绍那样丰富。曹操的兵力也远不及袁绍，其总兵力大概不过几万人，投入前线的兵力据《武帝纪》说“兵不满万，伤者十二三”。刘宋、裴松之认为此数不准确，曹操的兵力不会如此之少，但曹操兵力远逊于袁绍却是毫无问题的。袁绍大军来攻，许都震动。曹操安慰众将说：“吾知绍之为人，志大而智小，色厉而胆薄，忌克而少威，兵多而分画不明，将骄而众令不一，土地虽广，粮食虽丰，适足以为我奉也。”曹操对袁绍有很深的认识，他敢于在袁绍将要大军压境之时抽身去进攻刘备，正是基于这种认识之上。
        
    建安五年二月，袁军颜良等人围攻白马，拉开了大战的序幕。四月，曹操亲自率兵北上解白马之围，他采纳谋士荀攸之计，先进军延津（今河南延津北，在白马以西），做出要渡河袭击袁军的态势，吸引袁军分兵西向，然后突然转向迅速赶往白马。曹操军突然杀到，袁军措手不及，“策马刺良于万众之中，斩其首还，绍诸将莫能当者”，袁军大败，白马之围遂解。曹操救出白马军民，沿黄河西撤。袁绍闻知，立即渡河追赶曹操。曹操见追兵渐近，命军士解鞍放马，并置辎重于道。袁军追兵大至，争抢辎重，阵形混乱。曹操率领仅有的骑兵突然杀出，大破追兵，阵斩袁绍另一大将文丑。颜良、文丑为袁军名将，二将分别被杀，袁军大震。曹操初战得胜，主动撤军，继续扼守官渡。 
       
    八月，袁绍大军连营而进，东西数十里，依沙堆为屯，进逼官渡。曹操分兵坚守营垒，伺机而动。袁军向曹营发动猛攻，先是作高橹、起土山，由上向曹营中射箭，接着又挖地道，欲从地下袭击曹营，皆被曹操以相应办法击破。两军一攻一守，相持近二个月。久战之下，曹操处境极为困难。
十月，袁绍从河北运来粮草万余车，派大将淳于琼等带万余人看守，屯于离袁绍大营四十里的乌巢。恰好这时袁绍谋士许攸来投曹操，献计让曹操偷袭乌巢。曹操大喜，亲率精锐步骑五千人，乘夜从小路偷袭乌巢。曹操军至乌巢，命四面放火，袁军大乱，淳于琼拒营死守。袁绍闻知，急忙派兵救授，曹操左右见“‘贼骑稍近，请分兵拒之。’操怒曰：‘贼在背后，乃白！’士卒皆殊死战，遂大破之，斩琼等，尽燔其粮草”。当袁绍听说曹操袭击乌巢时，认为这正是攻破曹操大营的好机会，因此派去的援兵很少，而以重兵围攻曹操大营。但曹营未破，乌巢败讯已经传来，袁军溃散，大将张郃等人投降曹操。袁绍弃军逃回黄河以北。于是曹军大获全胜，斩首七万余级，尽获袁军辎重图书珍宝。曹操清点袁绍书信，得到自己部下写给袁绍的信，尽烧之，说：“当绍之强，孤犹不能自保，而况众人乎！”
       
    从客观条件上说，曹操本处于劣势，但由于他能正确分析客观条件，善于听取别人的正确意见，所以能扬长避短，采用正确的战略战术，使战争向有利于自己的方面转化，经过自己主观上的努力，终于赢得了胜利。
       
    官渡之战，曹操击溃了最大敌人袁绍，由他统一北方已是大势所趋。
        
    建安七年，袁绍病死，袁绍的两个儿子袁谭、袁尚不和，发生火并。袁谭不敌袁尚，向曹操乞降。
      
     建安九年二月，曹操乘袁尚出兵攻打袁谭之机，进军围攻邺城。袁尚率军回救，依滏水（今滏阳河）为营，曹操进军将其营寨包围。袁尚害怕，请求投降，曹操不许。袁尚乘夜逃跑，袁军溃散。袁尚逃奔中山（今河北定县）。曹操命人拿着缴获袁尚的印绶节钺招降邺城守军，城中斗志崩溃。邺城遂被曹操攻破。第二年正月，曹操又以负约为名，攻灭袁谭，冀州平定。于是，曹操让还兖州牧，改任冀州牧。
        
    袁尚兵败后，逃奔幽州刺史袁熙。不久，袁尚、袁熙又逃奔三郡乌桓。
       
    建安十二年，曹操为了肃清袁氏残余势力，也为了彻底解决三郡乌桓入塞为害问题，决定远征乌桓。汉末，辽西、辽东、右北平三郡乌桓结合，是为三郡乌桓，其首领为辽西部的蹋顿。三郡乌桓与袁氏关系一直很好，并屡次侵扰边境，掳掠人口财物。这年五月，曹操亲率大军到达无终（今河北蓟县）。时正雨季，道路积水，“浅不通车马，深不载舟船”。曹操从无终人田畴之议，改从一条久已断绝，但“尚有微径可寻”的路线进军。在田畴的引导下，曹操大军登徐无山（今河北玉田北），出卢龙塞（今河北喜峰口附近一带），“堑山堙谷五百余里”，直指乌桓老巢柳城（今辽宁朝阳南）。曹军进至离柳城不足二百里时，