这时袁绍兴兵，向官渡进发。夏侯惇写信向曹操告急。曹操率军七万，前往迎敌，留下荀彧守卫许都。袁绍军队兴兵在即，田丰从监狱中上书劝谏道：“现在应该谨慎守卫，等待时机，不可贸然兴师出兵，恐怕有不利的地方。”逢纪进谗言说：“主公你兴仁义之师，田丰怎么说这样不吉祥的话！”袁绍因此大怒，想要杀了田丰。各位官员为田丰求情，袁绍才免了他的罪。袁绍恨恨地说：“等我打败曹操，一定要明正其罪！”于是催促军队进发，旌旗遍野，刀剑如林。到达阳武后安营扎寨。沮授说：“我军虽然人多，但勇猛不及曹操的军队；曹操军虽然精锐，但粮草不如我军。曹操军没有粮食，他们急于求战；我军有粮食，应该暂且缓攻，等待时机。旷日持久之下，那么曹操的军队就不战自败了。”袁绍大怒道：“田丰轻慢我军的心意，我回去后一定要杀了他。你竟敢再这样！”斥责左右道：“把沮授关进军中，等我打败曹操后，再和田丰一起治罪！”于是下令，率领七十万大军，分别在东西南北四面安营扎寨，连营九十多里。
细作探知虚实，报告给曹操。曹军刚到官渡安营扎寨，众人听说袁绍七十万大军后都害怕起来。曹操和谋士们商议。荀攸说：“袁绍的军队虽然多，但不足为惧。我军都是精锐之士，没有人不可以以一当十。但是，我们要急速作战。如果拖延日月，粮草不够，这是很大的忧虑。”袁绍说：“你的话正合我的心意。”于是传令全军擂鼓前进。袁绍的军队来迎战，两军摆开阵势。审配调拨一万弓箭手埋伏在两翼，五千弓箭手埋伏在门旗之内。约定三通鼓响后，一起发射弓箭。三通鼓响后，袁绍头戴金盔金甲，身穿锦袍玉带，骑着高头大马来到阵前。他左右排列着张合、高览、韩猛、淳于琼等诸将。旌旗节钺，非常整齐。曹操的营帐前门旗之下，曹操也来到了阵前。许褚、张辽、徐晃、李典等，各持兵器，前后拥卫。曹操用鞭子指着袁绍说：“我在天子面前保举你为大将军，你今天为什么谋反？”袁绍发怒说：“你假托汉相，实际是汉贼！你罪恶滔天，比王莽、董卓还要严重，竟然反诬别人造反！”曹操说：“我现在奉诏讨伐你！”袁绍说：“我奉衣带诏讨伐叛贼！”曹操大怒，派张辽出战。张合跨马来迎。两将交战了四五十个回合，不分胜负。曹操看了，心里暗暗地称赞。许褚挥刀纵马，直出助战。高览挺枪接住。四员将领捉对厮杀。曹操下令夏侯惇和曹洪各率领三千军队，一起冲向对方的阵营。审配看见曹军来冲阵，便命令放起号炮：两军万箭齐发，曹军的弓箭手一齐拥出阵前乱射。曹军无法抵挡敌军，只能向南迅速逃跑。袁绍率领军队掩杀，曹军大败，全部退到官渡。袁绍移军逼近官渡扎寨。审配说：“现在可以调拨十万军队在官渡守卫，在曹操的营寨前面堆起土山，让军人下去看着营寨，并向他们放箭。曹操如果抛弃这个地方而去，我们得到这个隘口，许昌就可以攻下了。”袁绍听从了审配的计谋，在各营寨内挑选精壮士兵，用铁锹和土袋，一起前往曹操营寨边，堆起土山。曹操的营帐内看到袁军堆起土山，想要出去冲突，被审配的弓箭手挡住了咽喉要路，不能前进。十天之内，堆起土山五十多座，上面立起高橹，分拨弓箭手在上面射箭。曹军大为恐惧，都顶着遮箭牌守御。土山上一声梆子响，箭下如雨。曹军都蒙着盾牌，伏在地上。袁军见了呐喊而大笑。
曹操见军队士兵很是惊慌，赶紧召集众谋士问计。刘晔进言说：“可以制作发石车来攻击他们。”曹操下令让刘晔进献发石车的式样，连夜制作发石车数百辆，分别布置在营墙内，正对着袁军的土山上的云梯。当袁军的弓箭手射箭时，营内一齐拉动石车，石弹飞空，往上乱打。弓箭手没有躲藏之处，弓箭手死亡的人很多。袁军都称呼这种车为“霹雳车”。由此袁军不敢登高射箭。审配又献一计：让军人用铁锹暗暗打地道，直通曹营内，号为“掘子军”。曹操的军队望见袁军在山后开挖土坑，报告给曹操。曹操又问刘晔如何应对。刘晔说：“袁军不能在明面上攻打我们，只能从暗地里发掘地道，想要从地下进攻我们的营寨。”曹操问：“我们该如何应对呢？”刘晔说：“可以在营寨外围挖长沟，则袁军的地道也就不起作用了。”曹操连夜派出军队挖掘长沟。袁军的地道到了长沟边，果然没有用处，白费了军力。
曹操守官渡，从八月起，到九月底，军力渐渐不支，粮草也接济不上。他想放弃官渡，退回许昌，但犹豫不决，于是写信派人去许昌问荀彧。荀彧回信报告了曹操。信中写道：“承奉您的命令，来决定是进攻还是撤退的疑问。我认为袁绍把全部军队集中在官渡，想与您决一胜负。您以弱对强，如果不能抵挡袁绍，一定会被他乘虚而入。这是赢得天下的重大机会。袁绍的军队虽然多，但不能被他利用；以您的英明神武，明智果断，所向披靡。现在您虽然兵力虽少，但还不如楚汉在荥阳、成皋之间时那样少。您现在可以把土地分割围守，扼守袁绍的咽喉，使他不能进攻，实际上已是强弩之末，必将会有转机。这正是用兵的良机，千万不能错过。希望丞相明察。”曹操收到信后大喜，命令将士拼力死守。
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