二月，贼果聚众十万往攻，太祖先出全军骑兵两万，逆攻之，全歼贼骑可万余。又以高顺部守营，多设壕沟鹿柴，贼自午达昏，死伤枕籍，终不能下。日暮，太祖出营，引众汇骑兵两万众亲列阵于东，其军阵严整，盔甲耀眼，迎夕阳夺目，宛若天神，贼军望之悚然。太祖见贼震动，乃令全军欢呼，既停，不鼓，直引众向前，贼阵望旗帜动摇，未及十步，猝停，贼乃恍然惊疑，而阵型渐溃。如是再三，贼全军震动，左右离散。贼首郭太遥而望之，知不可为，亦明太祖心意，乃自戕，并使亲卫匣其首以降。太祖检查降将，劫掠乡里者杀之，骄横不法者罚之，品行端方者慰之，众心乃安。遂合其兵，临茅津而窥河。
初，卓闻太祖将至，于是悉烧宫庙官府居家，尽徙洛阳人数百万口于长安，步骑驱蹙，更相蹈藉，饥饿寇掠，积尸盈路。二百里内无复孑遗。及太祖至茅津，卓亦至。太祖隔河悬赏，曰杀卓者，赏千金，封列侯，留全尸者，加赏十文。卓大怒，然终无能为，遂西入关。留吕布、贾诩守桃林塞，张济守蒲津，牛辅、李儒守陕县。太祖自渡河，策反旧部徐荣、张辽等，杀辅、儒。
五月，太祖分娄圭、田丰、韩当等攻蒲津，自引偏师至桃林塞。圭等苦战竟日，赖徐晃偷渡采桑，六日奔袭二百四十里，破三城，克蒲津，斩张济。贾诩闻蒲津战事，诱吕布往救之，自献关于太祖，又谏当以轻兵奔袭郿邬，先擒董卓。太祖然之，留步卒守关，自率七千骑急进，过长安而不入，五日而至郿邬，围之。以张辽为别部司马，领骑兵两千，立营五丈原，阻其援。卓部将王方自散关回救，辽夜袭其军，杀方，送其首入邬。
卓既被围，关中人心遂附太祖，旬月之间，竞相来投。诸将亦各破敌来援，成廉魏越等斩卓弟旻，函其首入邬。凉州马腾、韩遂闻旻死，递表请降，出质子为义从，太祖纳之。卓观邬外围愈厚，又闻太祖送霸王断刃入邬，则其往昔并州时所赠也，悟终不得免，而太祖欲全其家，乃使貂蝉刺己。太祖入邬，见而奇之，遂纳之，即任夫人也。又以凉康王平与卓孙女白约为婚姻，而传卓首于三辅。
太祖讨卓毕，回军长安，百官道迎，诏觐见汉帝。太祖乃于未央宫前鞭挞天下，数灵帝无道，阉宦祸国，公卿腐败，世族虚伪，豪强兼并，边将跋扈，众皆愧，无敢抗者。太祖曰：“自今日起，鞭笞天下、抚士安民，我自为之！”。居长安数月，发《求贤令》，拜荀攸为后军师中郎将；收董卓所铸劣钱，改铸新钱；度田查隐，抑制兼并；以工代赈，接济百姓；裁汰冗员，减抑军需。关中气象，为之一新。蔡邕女昭姬，素慕太祖，观新政，曰：“此真英雄也！”乃夜奔自荐，太祖纳之，即蔡夫人也。
正月，朝议改元建安。有故人田楷往长安谒太祖，太祖大喜，加骑都尉，并邀住卫将军府，同榻而眠，见孝庄皇后。楷初小心，渐松，遂阔略无上下礼，与太祖言，至于呼字。庞德为义从长，怒，请杀之，太祖不从，曰：“公直固少年故人也，乡人旧友，同郡为吏，何至于此？”德出，与张既、京泽等言，泽曰：“当示之以威礼。”明日，太祖于明光宫大会三辅诸将、官吏，论及河北战事。楷本无召，既虚言邀入，及入光明宫，见公卿无数，俱肃容列坐，庞德引义从军，京泽引虎贲军，并披挂环列宫内外，而楷之位居于边角。楷遂大惊，乃知太祖宽宏，自后益尊事太祖谨慎。
初，袁绍以讨卓事，自表为车骑将军，立盟于酸枣，多合中原诸侯。绍外宽而内忌，不务西讨而专意兼并。期年之间，死鲍信，迫刘岱，逐孔融，囚张邈、张超，杀桥瑁、臧洪，并吞其土地部属，遂至坐大。于是逐冀州牧韩馥，破渤海太守公孙瓒，收沮授、辛评、辛毗、荀谌、郭图、于禁、张郃等文武之属，有意于河北。朝廷下诏，斥其为国贼。绍闻诏，曾不稍改，又围审配、关羽于邯郸。太祖怒，遂将军自并州返河北讨之。绍军围邯郸，急切不能下，而羽背城立寨，每出必有斩获，杀伤甚重，绍军士气少沮。绍乃留两万军困邯郸，余部至梁期休整。
八月，太祖自率白马义从二千骑先行，至井陉，有紫山贼张燕者阻道，贼众可两万余。太祖乃发郡卒三千，合众五千往攻之。及渡河立营，夜间哨骑回，言张燕大营炊烟不断，屡屡见于月下，太祖遂知贼欲行淮阴分兵潜袭之故策。及召诸军师相对，事仓促，众士皆不知所为，太祖乃笑，自称有策，明日即知，左右忐忑而走。翌日，太祖大会全军，自毁营寨，断浮桥，号曰破釜沉舟，发全军向前，及谷中相逢，张燕半分其兵，只余万军，又皆杂众，遂一战而没。燕自刭，余众皆降。太祖示以燕寨中布置，众始悟，乃盛赞曰：“明公之策，实以项王之故策，临淮阴侯之旧智也。”太祖复笑，对曰：“君等大谬，张燕分兵，其实孤注一掷，故名为淮阴故策，实为项王旧计；吾弃营向前，破釜沉舟，其实乃知敌方略，攻其弱也，故名为项王旧计，实为淮阴故策。且夫，韩信焉能负项羽？”
月末，太祖至真定，令幽州精骑往集。察邯郸甚固，遂不急往救，以聚兵务多。
九月，绍闻太祖东来，重起兵三十万，急围邯郸。凡六日，邯郸危急，张飞率五百骑往援，阵斩绍部将吕旷。许攸闻飞部皆骑兵，知太祖已至，力谏绍退兵守邺城。太祖俟绍军大部至梁期，发骑兵两万袭其后军陈宫部。绍全军骑兵可八千余，奋力死战断后，伤亡殆尽。宫部赖以得脱。太祖遂收兵，与绍约以三日后列阵决战。
是日，绍军列阵，置骑兵残部于阵前，欲诱太祖陷之。太祖不为所动，反以身为饵，诱绍军前突，俟其阵散，以白马义从为锋，万骑突阵，一击而破之。绍军大溃，长史陈宫以下，战殁者无算。绍与沮授、许攸、郭图等，弃车夜逃，路遇魏越，攸以养寇之语说越放归。越回营，饮酒至醉，有怨怼之语。明日，太祖知越言行，大聚众将，锦杀之。
绍既归，犹强自振作，命逢纪为总幕府，辛评治城防，欲诱太祖攻城，做困兽之斗。太祖闻而哂之，视梁期如敝履。令关羽、徐晃、张辽等引精兵三万，攻武安，夺朝歌，取黎阳，断绍南路。审配引弱卒一万，渡漳水，驻广宗，诱绍来攻。自将主力与绍对峙。绍久候太祖不至，乃退守邺城，闻关羽已下黎阳，大惧，纳郭图、辛评之策，拜沮授总幕府，守邺城。自率主力攻广宗，欲逃平原。然八万军势，围广宗十余日不能下，气益沮。
建安二年正月，太祖自将六万军往攻绍，羽亦率两万军往助。绍闻太祖来，弃广宗东走，太祖急追之。许攸献计于清河畔界桥设伏，太祖正撄其锋，抱太宗仁皇帝安坐高台，观高顺伏盾重挫绍军，杀逢纪。绍军遂大溃，诸部各自远窜，多有降者。
太祖既覆绍军，分幽、冀、司、并、青五州为幽、平、冀、营、青、雍、司、并、陕九州，以公孙越、公孙范、程普、关羽等为牧。遂委战事于吕范，审配、娄圭、韩当副之。自携太宗仁皇帝北返巡视春耕。
绍自清河、平原东逃，二月，至黄河口蓼城。见朱灵、太史慈率辽东船队渡海而至，围蓼城甚严，心力交瘁，死于城上。攸等皆降。沮授闻绍死，自杀，绍子谭奉邺城降。