九月，曹操分兵把守官渡，准备抗击袁军。袁绍企图联合张绣和刘表对曹操进行夹击。他派使者到穰城联络张绣，还特意给张绣的谋士贾诩捎信结好。张绣打算应允，还没有说话，贾诩在一旁先开口了，他说：“请你回去转告袁本初，兄弟都不能相容，怎么容得了天下的国士呢？”使者怏怏而回。不久，张绣率众投降曹操。袁绍又派人到刘表处求援，刘表假惺惺答应了，实际上按兵不动，对袁曹之争斗只打算作壁上观。张、刘的态度使袁绍迟迟没有动手。

　　建安五年（200）元月，刘备杀徐州刺史车胄，背叛曹操，策应袁绍。曹操为消弭后患，领兵攻打刘备。此时，田丰对袁绍说：“曹操东击刘备，一时不容易罢兵，明公如能举兵袭击他的后方，一定可以一往而胜。”但袁绍却说孩子有病，田丰气冲冲地退了出来，边走边用拐杖狠狠敲着地面，说：“完了，没有希望了！千载难逢的时机，因为孩子有病就丢掉，可惜啊！”袁绍听说以后，恼羞成怒，从此疏远田丰。

　　待曹操击败刘备，还军官渡之后，袁绍才匆促决定出兵，田丰认为战机已失，再次进谏说：“曹操既然打败了刘备，现在许下不再是空虚的了。而且曹操善于用兵，变化无常，兵众虽少，也不能等闲视之，所以不如作持久之计。将军据有山河之固，拥有四州之众，外结英雄，内修农战，然后选拔精锐，分为奇兵，速速打击敌人势力薄弱的地区。他救右则击左，救左则击右，使敌人疲于奔命，百姓不得安居乐业。这样，我方还没疲劳，敌方已经困乏，不出三年，可以安坐而战胜它。如今放弃必胜的策略，以一战决定成败，倘若不能如愿，悔之晚矣！”袁绍不仅不听田丰的劝告，而且积前后之怨，加以扰乱军心的罪名，把田丰拘押起来。

　　二月，袁绍发布讨伐曹操檄文，指控曹操“豺狼野心，潜包祸谋，乃欲挠折栋梁，孤弱汉室，除忠害良，专为枭雄”。他派颜良包围白马，自己率领大军抵黎阳。四月，曹操声东击西，北救白马之围，斩杀颜良，迁徙民众撤向官渡。袁绍依仗自己人多势众，准备挥师渡河，追赶曹军。因为屡谏而被嫌弃的沮授，这时又站出来劝阻说：“战争胜负变化莫测，不能不周密计划。大军应当留屯延津，另分兵进攻官渡。如能攻克，再迎大军也不迟，否则就有全军覆没的危险。”袁绍不从。沮授在大军即将渡河的时候叹息：“在上者骄傲，在下者贪功，悠悠黄河，我还能渡回来吗！”他推托身体有病，不愿过河。袁绍非常气恼，强迫沮授随军渡河，而把他所部军队割属郭图。袁绍渡河后，驻屯在延津南面。他派出刘备、文丑挑战，被曹军打败，大将文丑被斩。再战，又折两员战将和许多人马，袁军中大为震恐。曹军退还官渡后，袁军集结在阳武，沮授忍无可忍，又对袁绍说：“北军人多，但英勇善战不如南军；南军粮少，物资储备不如北军。南军利于速战，北军利于缓兵。所以我军应打持久战，拖延时日。”袁绍仍然不从，他命令部队逐渐逼近官渡，紧靠曹军扎营，军营东西绵延数十里。

　　九月，两军会战，曹军失利，躲进营垒中坚壁不出。袁绍修筑壁楼，堆起土山，从高处发箭射击曹营。箭如雨下，曹营中的将士只得蒙着盾牌走路。但壁楼、土山不久就被曹军的“霹雳车”轰毁了。袁绍又暗凿通往曹营的地道，曹军则在营中挖掘长沟进行防御。袁军的运粮车还遭到曹军的袭击。两军相持了一百多天，河南老百姓困苦不堪，很多人背叛曹军，响应袁军。然而，这种有利于袁绍的形势却突然急转直下。这时，袁绍派淳于琼带领万余人北迎运粮车，沮授特意提醒说：“可增派蒋奇领一支人马在淳于琼外侧，以防止曹操钞略。”而谋士许攸则提出乘曹操倾军而出，轻骑奔袭许都的建议。然而，刚愎自用的袁绍竟听不进分毫，无所动作。事有凑巧，在邺城的许攸家族中有人犯法，被留守的审配抓进监狱，许攸大为不满，遂投奔曹操。在许攸的谋划下，曹操亲自领兵赴乌巢，袭击淳于琼。当曹操奔袭乌巢之时，袁军部将张郃主张救授淳于琼，他对袁绍说：“曹操亲自出马，必然得手，那么事情就无可挽回了。”郭图却别出心裁地说：“不如现在发兵去进攻曹军大营。”袁绍认为郭图说得对，只要攻拔曹营，曹操就无家可归了。于是派高览、张郃率领重兵攻击曹营，而只派一支轻骑救援乌巢。高览、张郃攻营不下，乌巢大败的消息已经传来了，二将无心恋战，竟自向曹军投降。袁绍全军大乱，一下子全垮了。慌忙之中，袁绍及长子袁谭各单骑逃遁，直奔黄河渡口，随后又逃来一群骑兵，约有八百骑，渡河至黎阳北岸。这一仗袁绍损失七、八万人，武器、辎重、图书、珍宝无数。当他跌跌撞撞走进部下蒋义渠营帐中时，握着蒋的手，无比伤感地说：“我把自己的脑袋都交给你了。”

　　袁、曹双方逐鹿于大河南北，袁绍据兵精粮足的冀州，所谓“带甲百万，谷支十年”，或许有些夸张，但当四战之地的河南遭受严重破坏时，冀州相对是比较富足的。从袁绍提十万大军南下、粮草又源源不绝地起运的情况看，优势显然在袁绍方面，况且袁绍手下的文臣武将，如田丰、沮授、许攸之流，也都称得上足智多谋的人才，然而袁绍却在官渡一败涂地，众叛亲离，并从此一蹶不振。

　　官渡败后，有人对田丰说：“你必将受重用了。”田丰平静地回答说：“如出兵打胜了，我一定能够安全。如今兵败，我必死无疑。”果然，袁绍回到邺城，说：“我当初不听田丰之言，今天真的要让他笑话了。”于是下令杀了他。