出让冀州州牧职位予袁绍，郭图受邀为部下。官渡之战期间，郭图与颜良和淳于琼一起进攻守护白马的曹将刘延，战败。后曹军攻击乌巢粮仓，郭图建议攻击曹营而非张郃建议的援救粮仓，结果张郃攻曹营不下，郭图惭愧其建议失败，诬告张郃不尽力，导致张郃投降曹操。官渡之战后，审配两位儿子被虏，袁绍之将孟岱对审配有谗言，郭图、辛评同意，袁绍令孟岱代替审配守邺城。
辅助袁谭.建安七年（202年）袁绍忧愤而死。袁绍以袁尚美貌及后妻刘氏所喜爱而欲立为继承人，但未正式表态。众人欲以袁谭为长子而立为继承人，但逢纪、