袁譚心慌，使辛評見操請降。曹操曰：“袁譚小兒，反覆無常。你弟辛毗，我已重用，你留此可也。”辛評曰：“丞相差矣。常言道：‘主貴臣容，主憂臣辱。’某久事袁氏，豈可臨危背之。”操乃令其回。辛評回見袁譚，言操不準降。袁譚大怒叱曰：“你弟現事曹操，你如此辦差不力，必懷二心！”辛評氣往上撞，倒地而死。

郭圖獻計曰：“事至絕境，當放手一搏。來日，盡驅百姓在前，軍兵隨後，與操決一死戰！”當夜，驅聚城中百姓，皆與刀槍，入軍聽令。天方明，大開四門，喊殺擁出，一場混戰，自辰至午，勝負未分。曹操棄馬上山，親自擂鼓，操軍兵將大振，奮力拼殺。曹洪舞刀前突，正迎袁譚，一刀將譚砍死。郭圖見軍大敗，策馬入城，樂進抬手一箭，將其射落城壕。

曹操兵入南皮，安民方畢，忽報：“一彪軍將至城下。”曹操引兵出迎。來者乃是袁熙部將焦觸、張南，二將倒戈卸甲，特來投順。操大喜，封二人為列侯。未幾日，黑山張燕率部下十餘萬眾，上書曹操歸降，操封其為平北將軍。

袁譚人頭掛北門外號令，一人布冠哀衣，哭於頭下。守軍拿見曹操。此人乃青州別駕王修，因諫言袁譚被逐，今聞譚死，特來哭之。日前，操入南皮，查抄官才，青州別駕王修家，只有谷糧十斛，又聞士人皆曰王修清正，即心生敬意。時，曹操問曰：“你不怕死乎？”王修曰：“修曾受譚大恩，今其身亡而不哭之，非義也，畏死忘義，何以立世？若能收葬其屍，雖死無怨矣。”操即許王修收葬譚屍，禮修為上賓，用為司金中郎將。操問修曰：“今袁尚已投袁熙，當用何策取之？”修不答。操曰：“真忠臣也。”乃問郭嘉。郭嘉曰：“使袁氏降將攻之，可事半功倍。”操即命焦觸、張南、呂曠、呂翔、馬延、張顗，各引本部，兵分三路攻幽州。

忽快馬急報：“高幹兵反。”向日，操拔鄴城，幷州高幹聞訊而降，今見操兵北上，遂舉兵而反，執上黨太守，兵扼壺關。曹操乃令樂進、李典會合張燕，攻打高幹。

袁熙、袁尚聞操兵將至，料難抵敵，遂棄了幽州，星夜引兵投奔遼西烏丸。幽州刺史烏桓觸，聚眾官商議投操。烏桓觸曰：“我聞曹公，乃當世英雄，今決議棄袁投曹，有不遵號令者斬！”別駕韓衍悲曰：“我受袁氏厚恩，今主敗亡，智不能救，勇不能死，於義缺矣，若再背主降曹，何顏為人耶！”眾皆失色。烏桓觸曰：“舉大事者當秉大義，事之成敗不在一人，韓衍既有它志，聽其自便。”韓衍灑淚而出。烏桓觸出城迎接操軍，徑往降操。曹操大喜，加其為鎮北將軍。

忽飛馬急報：“樂進、李典、張燕攻打併州，高幹扼守壺關口，久攻不下。”曹操乃勒兵前往。建安十一年春，曹操兵至壺關，催軍攻打。高幹見操兵眾，乃命部將守關，自往匈奴搬兵。方入匈奴界，正遇北番左賢王。高幹下馬，伏地拜曰：“曹操若吞併州，必犯北界，請王子發兵，與幹一同破操。”左賢王曰：“我與操無仇，他海內未定，豈會侵犯我界？你欲使我結仇曹操耶？”遂叱退高幹。高幹無奈回關。

壺口關確為天險，操驅大兵連攻仨月不下。荀攸曰：“不可強攻，須用計取。”操曰：“當用何計？”荀攸曰：“詐降誘敵可也。”操乃令呂曠、呂翔引數十騎，前往詐降。二將馬至關下叫曰：“我等本是袁譚舊將，不得已降操，曹操為人詭詐，薄待我等，今還保舊主。”高幹心疑，只命二呂上關回話。二將下馬入關，謂高幹曰：“操兵恃強疏備，今夜劫寨，可一舉破操。”高幹聞言大喜，當夜令呂曠、呂翔為前部，自引兵數萬，前去劫寨。方至操營，忽聽殺聲震天，伏兵四起。高幹心知中計，殺條血路，急急回關。不料，樂進、李典早下關隘，前後夾擊，高幹全軍覆沒，隻身翻山而走。幹一路南下，去投劉表，行至上洛縣，被都尉王琰捕殺。王琰提頭獻操，受封列侯。

幷州既定，議徵烏丸。遼東、遼西、右北平，三郡烏丸雖在塞外，其趁天下大亂，數掠幽州，擄漢民十餘萬戶。袁紹據四州，立其酋長為單于，唯遼西蹋頓，兵馬強盛，自二袁往投，又數掠塞內。時，曹洪等將曰：“二袁勢窮力盡，遠投遼西，我若引兵遠征，倘劉備、劉表乘機來犯許都，我救援不及，禍不淺矣。”郭嘉曰：“諸公所言差矣。我主雖威震天下，然遼西烏丸，恃其邊遠，必不為備，趁其不備，卒然擊之，必破也。且，袁紹於烏丸有恩，而袁尚、袁熙猶存，不可不除之。劉表守成者也，自知己才不足御備，重用之恐不能制，輕任之備不為用，雖虛國遠征無憂矣。”操喜曰：“奉孝之言，正合我意。”遂備輜重