胜的计策之后，亲自率领步骑五千，冒用袁军旗号，利用暗夜走小路偷袭乌巢！曹军急攻乌巢淳于琼，励士死战，并当场斩杀淳于琼！将其粮草全数烧毁。
袁绍获知曹操袭击乌巢后，一方面派轻骑救援，另一方面命令张合、高览率重兵猛攻曹军大营。张合、高览进攻曹营，但却只对付中路，没想到左边夏侯惇、夏侯渊，右边曹仁、李典，中路曹洪，一齐杀出来。袁军抵挡不住三路攻击，大败而逃。
张合和高览打了败仗，正犹豫着回不回去的时候，却得知自己二人已经被小人郭图穿了小鞋！而且袁绍也要拿他二人问罪。心下悲凉的二人一不做二不休，最终决定投降曹操，这也使得袁绍军军心动摇，内部分裂，大军崩溃。
曹操抓住时机趁势而起！举兵发起总攻，并由夏侯惇、曹仁、程昱、臧霸、李通分五路掩杀袁绍逃兵。袁绍仓惶带八百骑兵退回河北，曹军先后歼灭和坑杀袁军七万余人！
随着袁绍的全线撤退，这次的官渡之战曹操可以说是大获全胜！此战过后。不但增强了曹操的实力，为曹操击溃袁绍，统一北方奠定了坚实的基础。而且还为曹操带来了河北一大票的氏族和财阀支持，从此北方再也无人能和曹操抗衡。
官渡之战，经过一年多的对峙，至此以曹操的全面胜利而告结束。而曹操以两万左右的兵力，出奇制胜，击破袁军十万的这一壮举，也被世人奉为经典，并且代代相传。