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，以防止曹操偷袭。”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，于是投奔曹操。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。