军士报告袁绍又聚集了四州之兵，共有二三十万，前锋到达仓亭扎下营寨。曹操提兵前进，下寨已定。第二天，两军相对，各自布成阵势。曹操领众将出阵，袁绍也率领三个儿子和外甥以及文官武将来到阵前。

曹操说：“本初你已经计穷力尽，还不早早投降？真正等到刀架到脖子上，就会悔之不及！”

袁绍大怒，回头问众将：“谁敢出马？”袁尚想要在父亲面前逞能，舞动双刀飞马出阵，四周奔驰。曹操指着袁尚问众将：“这个人是谁？”有认识的回答道：“这是袁绍的三儿子袁尚。”话还没有说完，有一将早挺枪杀出。曹操一看，是徐晃部将史涣。两骑相交，斗不到三个回合，袁尚拨马往刺斜里便走。史涣紧紧赶来，袁尚拈弓搭箭，翻身背射，一箭正中史涣左眼，他立刻坠马而死。袁绍见袁尚得胜，挥鞭一指，大队人马杀将过去，双方混战一场，各自鸣金收军回营。

曹操和诸将商议击破袁绍的计策。程昱献出十面埋伏之计，劝曹操退军到黄河边上，埋伏十队军马，引诱袁绍追赶到河边，说：“我军如果没有退路后肯定拼死一战，一战可胜袁绍。”曹操采纳了程昱计策，左右各分成五队。左路一队夏侯惇，二队张辽，三队李典，四队乐进，五队夏侯渊。右路一队曹洪，二队张郃，三队徐晃，四队于禁，五队高览。中军许褚为总先锋。

第二天，十队人马先悄悄地埋伏在左右。到了半夜时分，曹操命令许褚领兵前进，装作去劫夺袁军大寨。袁绍军五寨人马一齐杀出，许褚回军便退。袁绍领军追赶，喊杀声不绝于耳。天明时分追赶到了河边，曹军再也没有了退路，曹操大呼道：“前面再也没有退路，诸军将还不决一死战！”

众军士回身奋力冲杀，许褚一马当先，连斩袁军十余将，袁军顿时大乱。袁绍急忙退军，背后曹军紧紧赶来。

正行进之间，四周一声鼓响，左边夏侯渊，右边高览，两军冲出。袁绍和三个儿子外甥，杀条血路逃走。又行不到十里，左边乐进，右边于禁杀出，杀得袁军尸横遍野，血流成河。又行不到数里，左边李典，右边徐晃，两军截杀了一阵。袁绍父子心惊胆战，逃奔回旧寨。命令三军紧急造饭，正要吃饭，左边张辽，右边张郃，直奔来冲寨。袁绍慌忙上马，逃出仓亭。这时已经人马困乏，正要喘口气时，后面曹操大军追杀而来，袁绍舍命逃窜。正行进之间，右边曹洪，左边夏侯惇，挡住了去路。

袁绍大呼道：“如果再不决以死战，我们肯定被擒！”奋力冲突冲出重围，袁熙、高干都被箭射伤，军马基本死伤干净。

袁绍抱着三个儿子痛哭一场，不觉昏倒。众人急忙抢救，袁绍却是口吐鲜血不止，叹息道：“我前后历经十多场恶战，没有想到会如此狼狈！这是老天要灭我！你们各自回本州整顿军马，我誓死和操贼一决雌雄！”

便命辛评、郭图火速随袁谭前往青州整顿军马，防备曹操进犯；令袁熙仍然回到幽州，高干回到并州。各自去收拾人马，以准备随时征用。袁绍领袁尚等进入冀州养病，命令袁尚和审配、逢纪暂时掌管军务。