献帝初平元年，关东诸军起兵讨伐董卓，推袁绍为盟主，曹操为奋武将军。关东诸军名为讨伐董卓，实际各自心怀鬼胎，伺机拓展自己势力。不久，诸军之间发生摩擦，相互火并。
初平三年，司徒王允与吕布在长安计杀董卓，董卓部将李傕、郭汜等攻陷长安，关中陷入战乱。
济北相鲍信迎接曹操出任兖州牧，曹操进攻黄巾军，将黄巾击败，获得降军三十多万人，号称“青州兵”。
献帝初平四年，曹操进兵徐州，因为手段太过残忍，大肆屠杀徐州城。陈留太守张邈和曹操部将陈宫对曹操不满，于是背叛曹操，迎接吕布为兖州牧。
此时形势非常危急，曹操从徐州率军赶回，与吕布军对峙濮阳，二军相持百余日，蝗灾大起，双方停战。来年，曹操整军再战吕布，大破吕布军，吕布逃往徐州投靠刘备。
曹操的谋士毛玠向曹操提出了“挟天子以令诸侯”的建议，建安元年，曹操迎回献帝，迁都许县，曹操被封为大将军、武平侯。
建安三年，曹操东征徐州，进攻与他为敌的吕布。在曹军攻势之下，吕布军上下离心，吕布见大势已去，出城投降，曹操将吕布、陈宫处死。
建安五年，董国舅事件，刘备逃出京城。之后刘备突袭徐州刺史车胄，占领徐州。
曹操为了避免与袁绍作战时前后受敌，于是决定先消灭刘备。进军徐州，以迅雷不及掩耳之势击破刘备，刘备逃走投靠袁绍。
袁绍有冀、并、幽、青四州之地，有军队数十万人，根本不把曹操放在眼里。袁绍命大将颜良进兵白马，自率大军进屯黎阳，向曹操发动攻击。
二月，袁军颜良围攻白马，拉开了大战的序幕。四月，曹操亲自率军北上解白马之围，他采纳谋士荀攸之计，故意做出要渡河袭击袁军的态势，吸引袁军分兵西向，然后突然转向迅速赶往白马。曹操军突然杀到，袁军措手不及，关羽策马刺颜良于万众之中，斩其首级，袁军大败。
袁绍闻知，立即渡河追赶曹操。曹操见追兵渐近，命将士故意放出马匹，并将所有物资放于大道之上。袁军追兵到达，竟争抢物资，阵形大乱。曹操率领仅有的骑兵突然杀出，大破追兵，关羽再斩袁绍另一大将文丑。
颜良、文丑为袁军名将，二将分别被杀，袁军大伤。
八月，袁绍大军连营而进，东西数十里，进逼官渡。曹操率军坚守，两军一攻一守，相持近二个月。久战之下，粮食将尽，曹操的处境变为极为困难。
十月，袁绍从河北运来粮草，派大将淳于琼于乌巢看守。恰好此时袁绍谋士许攸来投奔曹操，献计让曹操偷袭乌巢。曹操大喜，亲自率精锐骑兵五千人，乘夜偷袭乌巢。
曹操军至乌巢，曹操命令四处放火，袁军大乱，淳于琼拒营死守。当袁绍听说曹操袭击乌巢时，认为这正是攻破曹操大营的好机会，以重兵围攻曹操大营。但曹营未破，乌巢败讯已经传来，袁军溃散，大将张合等人投降曹操。