刘延一听颜良来攻白马，立即飞马向曹操求援。
曹操正想带兵去救白马，谋士荀攸对曹操说：“敌人兵多，我们兵少，不能硬拼，最好想办法分散敌人的兵力。我建议我们分一部分兵马往西到延津渡口，假装渡河，去抄敌人后路，等袁绍得到消息，一定会分兵向西阻截，我们再用轻装备骑兵，急袭白马，来他个声东击西。”
“好主意！”曹操依了荀攸的计策，派兵飞奔延津，袁绍一听曹操要从延津渡河北上抄自己的后路，急忙派大军去堵截。这时，曹操却暗暗带领一队轻骑，快速赶到白马，在离城十几里处扎下营寨。
颜良根本不知曹操救兵已到，仍旧整天围着白马城，耀武扬威地向城内挑战。曹操命张辽、关羽冲锋。
关羽骑着赤兔马，望见颜良的元帅大旗，跃马上前，长驱直入，颜良还未看清是谁，关羽早已飞马穿过万军来到跟前，颜良措手不及，被关羽一刀斩于马下。
关羽割下颜良的首级，拴在马颈下，拍马回阵。袁绍军士惊愕之间，无人阻挡。曹军乘势进攻，袁军大惊，不战自乱，死伤大半，纷纷败退，白马遂告解围。
关羽奔回曹营，将颜良首级献给曹操，曹操不禁大加称赞：“将军真是神人！”给他记了头功，又表封他为汉寿亭侯。
战斗结束，曹操将白马城中百姓全部迁出，沿河往西撤退，准备去加强延津方面的防御。袁绍发觉中计，十分恼火，下令立即渡河，追击曹操。这时沮授又来劝阻：“胜负之间，变化无常，不可不静心思量。
照目前情况，我们应留在延津北岸，再分兵去袭击官渡，一旦官渡打了胜仗，我们这儿再过河追击也不迟。
假如我们大军径行南下，万一遇到灾难，大家全无退路。”袁绍仍旧不理。临渡河时，沮授叹息说：“上面的人狂妄自大，下面的人只求贪功，黄河悠悠，我能不能北返？”遂宣称有病辞职，袁绍不准，但对他已经怀恨在心，再行剥夺他的兵权，把部队全部拨给郭图。
袁绍命大将文丑率军先渡河打头阵，自己和刘备压后。曹操见袁军要渡河，便使军队在南面山坡下扎下营寨，构筑阵地，又派哨兵登上山坡了望，随时报告敌情。
“敌人前锋已到，大约有五六百骑兵。”哨兵报告。
“别管他，大家好好休息。”曹操说。
“骑兵又增多了，步兵简直数也数不清。”
曹操说：“好了，不必再报。”命令骑兵解下马鞍，把马放开。同时，又把从白马运来的兵器、粮草全部放在路上，将领们很不理解，认为敌人兵力太多，不如赶紧把这些辎重运回。荀攸说：“我们正在引诱敌人攻击，怎么能走？”曹操听了，向荀攸微笑。
不一会儿，眼看文丑和刘备率领五六千骑兵先后追到，曹军将领焦急地请求：“现在可以上马出击了！”
“不到时候。”曹操镇定从容地说。
稍后，袁绍骑兵越来越多，他们不见曹军动静，便分出一支军队，直扑大道上从白马西迁的辎重车队。
“时候已到。”曹操果断地下令，全体上马，跃马扬鞭，一起冲下山坡。曹军骑兵虽然不超过600百人，却把袁军杀得大乱。这时文丑正挥刀拼命抵抗，没提防马失前蹄，差一点跌落在地，他正拉起马头，忽然飞来一口大刀，文丑“啊”的一声，倒于马下，脑袋随即被曹军兵士割去了。刘备在后面听说前锋遭了惨败，大将文丑被杀，只得引兵退回。
颜良与文丑，都是袁绍麾下名将，可这回中了荀彧的预测，只两次会战，便全被诛杀，袁绍部队士气低落。
最初，曹操喜爱关羽为人，但观察他的志向，似无久留之意，就教张辽去问一问原因。关羽叹息说：“我知道曹公待我优厚，但我受刘备的知遇大恩，愿跟他同死，不能背弃，我终有一天要离开曹公，但在离开之前，对曹公一定有所回报。”张辽转告曹操，曹操敬重关羽的义气。这回，关羽击斩颜良，曹操知道关羽辞去的日子不远，就重重赏赐。关羽把曹操所有赏赐，全部封存，留下辞别书信，投奔身在袁绍军营的刘备。曹操左右打算追杀，曹操说：“人，各为其主，不要追他。”
白马、延津两战以后，战役转入相持阶段。袁绍仗着人多势众，将大军集结在官渡北面的阳武（河南省原阳东南），与曹军隔水对峙。这时，曹操虽然打了胜仗，但袁绍兵多粮足，曹操兵少粮缺的情况仍未改变。曹操境内老百姓困于役赋，反抗事件不断发生。
这时，曹操刚制定新的法令，颁布郡县政府执行，比过去旧的法令，要严厉得多，尤其户税绸缎，征收尤为迫切。长广（山东省莱阳县东）郡长何夔建议曹操不要迫民太甚，曹操同意。
此时，刘备率军在汝水、颖水一带，出没游击，许都以南，官民人心不安，曹操深为苦恼。曹仁分析刘备统率的全是袁绍的部队，不能得心应手，易于击破，遂请兵追击刘备，果然大破刘备，收复所有背叛的县城，班师。
刘备率军返回袁绍大营，暗中计划如何脱离，于是建议袁绍加强跟刘表的联盟。袁绍派刘备率领他自己的旧部，再到汝南，跟变民首领龚都会合。两部会合约有部众数千人，刘备遂暂时脱离袁曹会战。
此时，江东孙策被人刺杀身死。他弟弟孙权继承他的位置，统领全军，有张昭、周瑜、鲁肃一班辅佐，拥有江东扬州五郡。
袁绍要渡河与曹军对阵，沮授又出来劝说袁绍：“我们的人虽多，但不及南兵英勇善战。不过，曹操的粮草少，我们的粮草多，曹操急于和我们交战，而我们最大的优势是拖延时间，所以，应打持久战，拖垮曹操。”无奈，袁绍的耳朵专听诌媚之语，正确的计谋就是进不去。
袁绍命令大军向前推进，渡过黄河，紧靠沙滩筑营，东西连绵数十里。曹操大军也向两翼展开，构筑阵地，双方遥遥相对。
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