绍怀恨在心，遂投奔曹操。许攸向曹操建议，派兵袭击袁绍远征军的军粮所在地乌巢。曹操闻之大喜，于是亲率奇兵攻击乌巢，当时守护乌巢的是淳于琼；由于事发突然，张郃向袁绍建议派大军救援辎重粮草的重地乌巢，但袁绍只派轻骑去救援乌巢，而淳于琼未先加以防范，结果曹军乐进率军很快地攻陷了乌巢阵地，烧掉了袁绍军所有的军粮草石并斩杀淳于琼。乌巢沦陷后使袁绍军士气大挫，此前田丰等人数度献策不被袁绍採纳成了关键。之后袁绍统治的冀州多叛但仍得以平定。建安六年（201年），袁绍试图重振旗鼓，与曹操爆发仓亭之战，但再度战败。自军败