张合拔剑斩了来使。张定边大吃一惊。
张合说道：“袁绍听信谗言，一定要被曹操所擒获；我们怎么能坐以待毙？不如去投奔曹操。”
张定边说道：“看来也只能如此了。”
于是张合，张定边二人率领着本部兵马，到曹操营寨中去投降了。
夏侯惇说道：“张合和张定边二人前来投降，我们不知道实际情况，我认为不能贸然接受他们。“
曹操说道：“既然他们是来投降的，我自然是要礼遇有加，若是他们还有什么其他的心思，凭借我们的阵营，关门打狗也是轻而易举的。”
曹操于是派人去打开营门让两人进去。
二人倒戈卸甲，跪道在地上。
曹操说道：“如果袁绍同意两位将军的话，今日必定不至于由此大败。现在二位将军肯前来投奔我曹操，便是如同微子去殷，韩信归汉啊！”
于是封张定边为偏将军，张合也为偏将军。张合，张定边两人非常高兴，新投奔曹操还能混个偏将。
却说袁绍已失去了许攸，又失了张定边，张合二将，还被曹军烧了乌巢的军粮，军心惶惶。
许攸又劝曹操加速出兵；而张定边和张合都请求为先锋；曹操听从了。就让张、高览领兵前去劫袁绍的军寨。
当夜晚三更时分，命大军分三路劫寨。
混战到第二日，才各自收兵，逃兵，投降曹军的兵丁，再外加上战死的袁军，已经足足有了五万余人马了，袁绍的军队的军心，一蹶不振。
郭嘉又献计说道：“现在可以扬言调遣人马，一路从颍川，攻打南阳；一路从长社，切断袁绍军队的退路。袁绍听到的，必然惊慌，分兵来抗拒我们；我们乘他们调兵遣将的时候，集中优势兵力，就可以一举歼灭袁绍了。“
曹操采纳郭嘉的计策，使大小三军，四方扬言。
袁绍的军队听说这个消息，来寨中报告说道：“曹操兵分两路：一路夺取南阳，一路向长社去了。”袁绍大吃一惊，赶紧派袁谭分三万兵救南阳，辛明分兵两万救援长社，连夜出发。
曹操探知袁绍兵马的动向，判断袁绍身边最多还有五万的衰兵，便分大队军马，八路齐出，直冲袁绍的军营。
袁军都没有了斗志，兵败如山倒，四散奔逃。而袁绍也来不及披上自己的战甲，穿着单衣就上马逃跑。他的小儿子袁尚紧随其后。
许褚，于禁，乐典，夏侯渊四员大将都奉曹操的命令率军去追赶袁绍，袁绍慌忙渡河而过，完全放弃了自己的车仗金帛，只有随行八百余骑而去。曹军追赶不上，只是缴获了袁绍所舍弃的所有行囊。
所杀数万余人，血流成河，溺水而死的更是不计其数。
曹操大获全胜，将所得到的金银珠宝，缎匹，都用来赏赐军士。
在袁绍的往来信件中，发现了许多曹操的下属与袁绍私下暗通的书信。
曹操左右的谋士建议道：“可以一一确认他们的名单，并杀了他们。“
曹操说道：“当时袁绍强盛，我都不能确保自己的安全，更何况是其他人呢？这还是情有可原的。”
于是曹操命令把这些书信全部烧毁，不会再过问。
再说袁绍战败逃跑，沮授因为被囚禁，逃脱不及，被曹操的军队所俘获，被带去见曹操。
曹操与沮授早就相熟了。沮授看见了曹操，大声说道：“我是不会投降的！“
曹操说道：“袁绍根本就不听从您的主意，您为什么要如此执迷不悟呢？若是先生可以投靠与我，天下早晚入我囊中。”
沮授还是不肯投降，于是厚待沮授，把留在军中。
沮授在曹营中盗马，想回到袁绍处。
曹操大怒