公孙瓒在城中，只望坐等袁军粮尽再引兵攻之，不料由夏至秋，袁军并无退意，而城中粮食眼见就要没了，军士又开始内斗，刘虞在府衙与鲜于辅、阎柔商议了，来劝公孙瓒道：“粮食将近，城中大军有十数万，将军若不出战，不如将老弱放出城去，节约粮食待机再战”
公孙瓒大怒：“你叫我放出大军，想害我么？”竟命左右推出斩首，阎柔见刘虞被杀，便要报仇，鲜于辅道：“公孙瓒残暴不仁，早晚必被袁绍吞灭，我等若此时交兵，袁军再趁势杀来，城内百姓皆死矣，此非刘府君所愿，不如降袁，尚可保百姓”
两人商议已定，于是写一秘书，射下城去。
军士持书来见袁绍，绍犹疑不决，问田丰道：“刘虞被公孙瓒所杀，现其部下鲜于辅、阎柔等人欲降我军，约定今夜三更开城，是真是假？”
田丰：“真假且不论，如今幽州内乱，城中粮食将尽，无论智愚皆知此乃天灭公孙之时，我冀州将士勇猛精进，瓒皆疲惫之师，以顺讨之，如迅风扫秋叶也，主公可看城中动静行事，若果真有变即令进兵不迟。”
袁绍从之，三更时分，城上燃起火光，阎柔、鲜于辅大开城门，袁绍命朱灵、文丑领军先入。
公孙瓒知绍兵到，引军死战，从城中小路突出，至吊桥边，正与文丑相遇，与其大战不过十合，被文丑一枪刺于马下，砍下首级号令三军，部曲见公孙瓒已死，纷纷倒戈而降，阎柔引军杀到府衙，正遇瓒子公孙续，柔知续素有才名，与其父大不相同，于是劝道：“何不早降？”
续大怒：“今既战败，自当父子同死，白马义从岂能孤身苟活！”
于是下马而战大呼杀敌，挥刀杀死数十人后为乱军所杀。
袁绍入北平，将公孙瓒家小尽皆处死，灭其三族，幽州士族、刘虞部属尽皆喜悦，袁绍又命阎柔、鲜于辅往各郡县招降，一面葬刘虞于城南，一面张榜安民，正在此时，兖州大败的消息传到北平，袁绍大怒：“杀我爱将心腹，此仇如何不报！”便留次子袁熙守北平，留军五万与许攸、张南、赵睿等人辅佐，自率十万大军来攻曹操。
命审配调度粮草先至仓亭津等候，探马报与曹操，操军震恐，兖州之民逃入司隶者不计其数，操乃与文武商议：“今袁绍大破公孙瓒，携胜兵南下犯我，我如何应敌？”
程昱道：“兖州新遭战乱，疮痍未复，不可贸然用兵，今我民逃入司隶者众多，主公可修书一封与刘备，求他相助，若刘兵肯来，袁绍纵有百万无能为矣，”
曹操道：“朝廷近日方贬我为镇东将军，如何肯来？”
“刘备素来爱民如子，以救民为由他必来援”
操从之，便遣程昱携觐见之物往洛阳而去，程昱到了洛阳，拜见过天子，又往大将军府而来，刘备命人迎入，程昱拱手道：“皇叔，我家将军近因兖州水患焦头烂额，救济不及，又逢袁绍大军压境，还望皇叔以万民为念，遣将相助，则曹将军感佩明德不浅矣”
“仲德且回馆驿暂歇，容我与众人商议”
程昱拱手去了，刘备以此问荀彧：“我欲救之,文若以为如何？”
荀彧道：“此阳谋也，主公一向爱民如子，定不会坐视兖州百姓遭荼毒，然我若尽起大军而去，袁绍定会率主力来迎，两军大战空自损伤兵力，曹操便可坐收渔利，主公可请天子下诏，命吕布引军出南陂，此地与延津隔河相望，袁绍顾虑河北有失，定不敢妄动。”
刘备从之，又命涉县徐晃虚张声势，遥相呼应，袁绍得报气的大骂：“好你个刘玄德，多管闲事，我先收拾了你”
便要引军来战吕布，田丰苦劝：“眼下将近深秋，人马久战劳苦，吕布骁勇，又有涉县徐晃在后虎视眈眈，主公不如暂且歇兵，善养士卒，待来春再交兵不迟”
袁绍大怒，定要复仇，遂不听田丰之言，正欲进兵，“忽报青州刺史田楷，听闻公孙瓒身死，起兵五万要来复仇，现已渡过黄河，屯兵安平。”
田丰趁机劝道：“刘备兵精粮足，又占大义，不易攻取，主公不如回兵先灭了田楷，扫除公孙瓒残余势力，就占青州，如此我在河南便有了跳板，来日可两面夹击何惧曹操、刘备？”
袁绍沉思半晌，于是修书与刘备讲和，点起兵马来战田楷。
田楷本是公孙瓒旧将，当日趁乱占了青州，一向与袁绍为敌，此次欲为旧主报仇，更是兵马尽出，袁绍到时，天色已晚，便命大军屯驻城外，与城中互为犄角。
谋士郭图道：“田楷见我军远来，今夜定来劫寨，不可不防”
袁绍于是命，朱灵、文丑伏于寨外左右，自与诸将屯于中军，当夜二更，田楷果然引军前来，刚冲入营中，只听一声锣响，四周军马齐出，田楷知是中计，忙引军突围，连番冲杀皆不能出，于是掷盔于地喝道：“我受公孙将军厚恩，今日便死于此地，也要取袁绍首级，以报君恩”诸将皆高呼愿往，于是田楷引军直向中军，众将各不畏死，舍命一击，袁军一时大乱，袁绍亲往寨前指挥，被乱箭射中兜鍪，田丰忙劝他避箭，袁绍大怒，取兜鍪掷地：“大丈夫宁死于沙场，岂望退而苟活！”
文丑见袁绍危急，回马来救，正遇田楷，他本非文丑之敌，但当下舍命而来，两人竟也打得有来有回，朱灵也率军合围过来，两下夹攻青州军大败，田楷见军士伤亡殆尽，知道回天乏术，自刎而死，五万将士尽皆战死，无一人投降，袁绍大为触动，命人收了尸首合葬于黄河之原，又以长子袁谭为将，渡河东取青州。
青州之地经年年大战，早已残破不堪，袁军席卷而来，竟是望风披靡，齐国、北海、城阳、东莱之地尽被占领，只有济南、乐安两郡被曹军占领，袁绍一战并吞青州之地，占据齐鲁42县，虎视河南。