南方为树林。曹操当即集结部队，以主力埋伏在长堤之后，派一部兵力列阵挑战。吕布以为曹操兵少，率军急攻，被曹操诱入设伏地域后，伏兵突起，步骑联合夹击，吕布军大败溃逃。曹操紧随追击，进抵吕布营寨，吕布无力出战，又恐被曹军围攻，遂连夜弃营撤往徐州投奔新领徐州牧的刘备。曹操乘胜攻取定陶城，并分别派出部队收复兖州各县。