二月进军黎阳，企图渡河寻求与曹军主力决战。他首先派颜良进攻白马的东郡太守刘延，企图夺取黄河南岸要点，以保障主力渡河。

四月，曹操为争取主动，求得初战的胜利，亲自率兵北上解救白马之围。

此时谋士荀攸认为袁绍兵多，建议声东击西，分散其兵力，先引兵至延津，伪装渡河攻袁绍后方，使袁绍分兵向西，然后遣轻骑迅速袭击进攻白马的袁军，攻其不备，定可击败颜良。

曹操采纳了这一建议，袁绍果然分兵延津。曹操乃乘机率轻骑，派张辽、关羽为前锋，急趋白马。

关羽迅速迫近颜良军，冲进万军之中杀死颜良并斩首尔还，袁军溃败。曹操解了白马之围后，迁徙白马的百姓沿黄河向西撤退，袁绍率军渡河追击，军至延津南，派大将文丑与刘备继续率兵追击曹军。

曹操当时只有骑兵600，驻于南阪(在白马南)下，而袁军达五六千骑，尚有步兵在后跟进。

曹操令士卒解鞍放马，并故意将辎重丢弃道旁。

袁军一见果然中计，纷纷争抢财物。曹操突然发起攻击，终于击败袁军，杀了文丑(被徐晃斩杀，并不是关羽斩杀)，顺利退回官渡。

外围

建安四年，张绣听从贾诩的劝告，归降曹操。刘表虽然表面上答应支持袁绍，但他并未出兵，持观望态度。

曹操用卫觊之计，镇抚关中，并在官渡开始构筑防御工事，以防备袁绍攻击许都。