建安五年(公元200年)，曹操与袁绍相持于官渡地区，准备一决雌雄。同年十月，一直处于劣势的曹操终于在乌巢之战中反败为胜，并一举歼灭了袁绍的精锐部队，最终帮助自己成功取得了官渡大捷。但有意思的是，后世不少学者总习惯将官渡之战的成果扩大，并普遍认为曹操取得官渡大捷，便是统一了北方地区。
可事实上，官渡之战是曹操至关重要的一战不假，但在这之后，袁绍集团的力量依然扎根在整个河北地区。建安七年(205年)五月，袁绍病死，其麾下力量分崩离析，袁氏几子各自为战。可即便如此，曹操依旧花费了七年多的时间，才逐渐扫清了余党。不仅如此，曹操还抽空狠狠打击了蠢蠢欲动的外族，并收降了黑山军张燕。直到建安十二年(公元207年)，袁尚败北，逃到辽东地区，为辽东太守公孙康所杀，这才标志着曹操的北方再无后患。
如果按照时间顺序，曹操做的第一件事情，便是再次击溃了袁绍。据《三国志武帝纪》记载，袁绍在官渡之战大败以后，曾收拢残兵，并平定了冀州境内的叛乱。尽管袁绍在河北地区有着颇为雄厚的政治资本，但可惜的是，他再一次败在了曹操手中，最终忧愤而死。袁绍这一死，他麾下谋士之间的矛盾彻底上升到了明面。
据《三国志袁绍传》记载，审配、逢纪是一伙的，而郭图、辛评则是另一伙。按照惯例，众人原本想要将长子袁谭立为继承人，但审配等人与之不和，便动了手脚将袁绍幼子袁尚立为了继承人：“谭至，不得立，自号车骑将军。由是谭、尚有隙。”这样一来，原本雄踞中原四州的袁氏集团瞬间分为了两大派系。有意思的是，负责并州事宜的高干(袁绍外甥)，竟然选择了两不相帮。
由于袁氏兄弟各自为战，曹操轻而易举击溃了袁绍留下来的布防，并顺利进入邺城，审配不愿投降，面北而死，时年建安九年(公元204年)。众所周知，邺城是冀州境内的核心要地，也是袁绍集团的大本营。曹操在进驻邺城之后，不仅收获了大批的钱粮，还在当地推行屯田政策，并逐渐取得了冀州百姓的效忠。不仅如此，时任并州刺史的高幹也率众投降。曹操不费一兵一卒，便取得了并州之地。不久之后，袁尚退出河北地区，投奔了时任幽州刺史的二哥袁熙。
而袁绍的长子袁谭，此时还依然坚持在青、冀二州。不过随着邺城沦陷，袁谭也最终迎来了末日。建安十年(公元205年)，曹操发动南皮之战，并派遣曹纯带领虎豹骑精锐突袭袁谭老巢。在此之前，袁尚早已退出河北，而袁氏一族的盟友乌桓部落也被曹操派人击退。结局已经明了，袁谭在南皮之战中惨败，最终死于非命。而袁谭的败亡，也让曹操顺利得到了冀州。
从表面上来看，曹操取得冀州是非常顺利的。可在事实上，曹操发动南皮之战时，并没有多少把握。因为袁绍和曹操之前的差距，实在是太大了。不过曹操一直培养的私兵虎豹骑，却在这场战争中表现极为亮眼，这无疑给了曹操一个很大惊喜。因此不难发现，曹操在扫清袁氏余党的过程中，其实也是非常艰难的。《三国志武帝纪》载，同年四月，黑山军张燕见河北一统，只好率众投降了曹操。直到这一刻，曹操才真正意义上的成为了名副其实的北方霸主。
在整合了青州、冀州、并州的资源后，曹操又把目光放到了幽州。其实在曹操取得冀州以后，身在幽州的袁尚、袁熙便遭到了部下的反叛，只好无奈逃到了乌桓。而等到曹操率军来攻之时，已经是建安十二年(公元207年)了。据《三国志刘表传》记载：“太祖攻柳城不下，图画形势，为难计策，不疑进十计，攻城即下也。”袁尚、袁熙兄弟俩和乌桓部族组成的联军，据柳城而守。由于柳城地势险要，曹操久攻不下，后来在神童周不疑的献策之下，才最终攻克了柳城。袁氏兄弟又逃到了辽东地区，打算和辽东太守公孙康联合。没想到的是，后者力图自保，最终将袁尚、袁熙杀死。
从建安五年到建安十二年，曹操花费了七年功夫，这才逐渐扫清了袁氏余党。因此官渡之战虽说是曹操雄起于中原的一个标志，但这并不代表曹操在官渡大捷之后，便直接统一了北方。在这七年里，曹操虽然裹挟着击败袁绍的气势，但还是步履维艰，花费了很大功夫才占据了中原。