建安九年(204年),袁尚再攻平原,审配写了一封信给袁谭,袁谭看到书信后登城而泣。曹操派兵围邺解除袁谭之危。曹操围邺期间,袁谭立即叛变,略取甘陵、安平、勃海、河间。攻击袁尚于中山,袁尚败走故安,投靠袁熙。袁谭吞并袁尚部众,屯龙凑。曹操知道袁谭叛变后大加训斥,归还袁谭的女儿。十二月,曹操征讨袁谭,在城门口扎下营寨,袁谭连夜逃往南皮,靠近清河边驻守。乌桓峭王欲领五千骑援助袁谭,但为牵招所说服而不出兵。建安十年(205年)正月,曹操兴兵进攻南皮,袁谭奋力抵抗,终于在曹操急攻之下战败,袁谭披头散发,死命打马逃跑,追赶他的虎豹骑士兵料想他不是一般人,加紧追赶。袁谭从马上掉了下来,回过头来说:“喂,放我过去,我能够使你富贵。”话没说完,头已落地。这时候曹操杀了郭图等人,将他们的妻子儿女也杀了。