第二天，袁譚聽從郭圖的意見，驅趕百姓在前，親率大軍跟在后面，出城與曹軍決戰。兩軍混戰，從早晨殺到中午，遍地都是尸體。
曹操見遲遲不能打敗袁譚軍，便棄馬上山，親自擊鼓。曹軍將士看見后，奮力向前，終于打敗了袁譚軍，百姓被殺者無數。
袁譚被曹洪亂刀砍死于軍中，郭圖被樂進一箭射死，曹操引兵入南皮城，安撫百姓。平定了袁譚之后，曹操便率軍前往壺關口，令呂曠、呂翔使出詐降計打敗了高干。高干本想去投奔匈奴左賢王，卻不被接受，高干無路可去，只好調頭打算去投劉表，結果走到上洛的時候被王琰殺死。
袁尚和袁熙見大勢已去，放棄了幽州，逃到遼西投奔烏桓了，幽州刺史攜幽州眾官員投降了曹操。
曹操至此便平定了愿屬袁紹的冀州、青州、并州和幽州，總算是初步統一了北方，收獲了大量士兵和將領。
雖然袁氏集團已經覆滅，但袁尚和袁熙還活著，本著斬草除根的想法，曹操便召集眾人商討攻打烏桓，將袁氏徹底滅絕。
曹洪說道“袁熙和袁尚兵敗將亡，手下也沒有兵馬了，現在遠逃到沙漠里，已經沒有什么威脅了。如果我們大軍往西走得太遠，假如劉表和劉備偷襲許都，我們來不及救援啊我看還是先班師回朝的好。”
有不少其他將領也認同曹洪的話。
郭嘉則說道“你們說得都不對主公雖然威震天下，但沙漠里的那些烏桓人覺得自己離中原較遠，我
們不方便攻打他們，所以肯定不設防備。如果我們乘其不備，突然襲擊他們，肯定能擊敗他們。而且袁紹在時，曾對烏桓有恩，袁尚和袁熙可是袁紹的兒子，不可不除呀那劉表只會坐談，而且知道自己的才能不足以駕馭劉備，如果重用了劉備怕不能控制。如果劉表不重用劉備，以劉備的根基他也沒有什么作為。所以即使后方空虛，主公也可大膽的進兵就是了”
曹操說道“奉孝說的很對啊”于是率領三千精銳士兵，數千輛運輸車，向前進發。
但見黃沙漠漠，狂風四起，道路崎嶇，人馬難行。曹操一看這路太難走了，若是前面精銳走得快了，后勤補給跟不上啊，于是便后撤退的想法，詢問了郭嘉的意見。
郭嘉此時因水土不服，臥病躺在車上，曹操哭著說“只因我要平定沙漠，才使奉孝歷盡艱辛走了這么多路，以致于染病在身，我心中不安啊”
郭嘉感動地說道“某感激主公的知遇之恩，雖死不能報萬一啊”
曹操又道“我見此地崎嶇，想撤回去，你看怎么樣”
郭嘉道“主公，兵貴神速啊，現在奔波千里襲擊敵人，輜重太多行動不便，不如只率精銳士兵從小道而走，攻其不備。但需要一個認識路的人為向導。”
于是，曹操把郭嘉留在易州養病，使田疇為向導，張遼次之，曹操親自押后，率幾千輕騎自小道前進。，，