太祖武皇帝，沛國譙縣人，姓曹名操，字孟德，是西漢相國曹參的後代。東漢桓帝在位時，曹騰擔任中常侍大長秋，被封為費亭侯。他的養子名曹嵩，繼承了他的封爵，曾官至太尉，但沒有人知道他是從誰家過繼來的。曹嵩生下了太祖。
太祖年少時就機靈能幹，遇事會隨機應變，但放浪形骸，意氣用事，不注意德行和學業的修養，所以當時的人都沒有認為他有才能，只有梁國人橋玄、南陽人何顒兩人認為他有才能。橋玄曾對太祖說：“天下將大亂，不是治國安邦的才能不能拯救，能平定天下的，恐怕就是你吧！”太祖二十歲時，被推舉為孝廉，做了郎官，後又任洛陽北部尉，升任為頓丘縣令，又被召入朝廷做議郎。
漢靈帝光和末年（183），發生黃巾軍起義。太祖被任命為騎都尉統領羽林騎兵，討伐潁川的賊寇，後升任為濟南國國相。濟南國轄區有十幾個縣，各縣長官大都攀附皇親國戚，貪贓枉法，聲名敗壞，所以太祖上奏皇帝，罷免了其中八個人。又禁止過分祭祀鬼神，違法作亂的人倉皇地逃跑，一時濟南國中秩序井然，百姓安居樂業。過了許久，被召回朝廷擔任東郡太守，但沒有赴任，以生病為由回了故鄉。
不久，冀州刺史王芬、南陽許攸、沛國周旌等人網羅天下英雄，密謀廢掉漢靈帝，擁立合肥侯為皇帝，他們把這件事告訴太祖（希望他能參加），太祖拒絕了他們。王芬等謀反事件就失敗了。
金城人邊章、韓遂斬殺刺史、郡守作亂，聚集了十多萬人，一時天下動盪不安。朝廷徵召太祖為典軍校尉，恰逢漢靈帝去世，太子劉辯即位，由何太后掌握朝中大權。大將軍何進與袁紹密謀誅殺宦官，太后未同意他們的作法。何進便召董卓入京，想要以此脅迫太后。但董卓還沒有到京城，何進就被殺害了。董卓到了之後，立即廢皇帝為弘農王，另立劉協為獻帝，京都之中亂如麻團。董卓上奏舉薦太祖做驍騎校尉，準備與他共同商議朝政。太祖改名換姓，向東走小路逃往家鄉。出虎牢關，途經中牟縣時，引起當地亭長懷疑，被抓回縣城。城中有人暗中認出他，為他求情，得以釋放。董卓此時已除掉太后和弘農王。太祖到了陳留縣，變賣家產，募集義軍，準備征討誅殺董卓。十二月，才在己吾縣樹旗起兵，這時已是漢靈帝中平六年（189）。
漢獻帝初平元年（190）正月，後將軍袁術、冀州牧韓馥、豫州刺史孔伷，兗州刺史劉岱、河內太守王匡、勃海太守袁紹、陳留太守張邈、東郡太守橋瑁、山陽太守袁遺、濟北國相鮑信同時起兵討伐董卓，他們都擁兵數萬，推舉袁紹為盟主，太祖代理任奮武將軍。
這年二月，董卓聽聞各地興兵征討自己的訊息，就脅迫獻帝遷都長安。董卓仍統兵駐守洛陽，縱火燒燬了皇宮。這時袁紹駐兵河內，張邈、劉岱、橋瑁、袁遺駐兵酸棗，袁術駐兵南陽，孔伷駐兵潁川，韓馥駐兵鄴城。董卓軍力強盛，袁紹等都害怕當先遣軍。太祖說：“我們義軍是誅殺叛亂，現各路軍兵都已會合，諸位還疑慮什麼呢？如果董卓先前獲知太行山東起兵的訊息，倚仗天子的威勢，佔據洛陽一帶的險要地方，派兵東進控制天下，儘管他的行動是不道義的，對我們來說仍然是很大的憂患。如今他燒燬宮殿，挾持天子西遷，天下驚恐，百姓不知依靠什麼人，這正是天意要使他滅亡的契機。一戰就能安定天下，機會不可失去。”便領兵西進，準備攻佔成皋縣。只有張邈派部將衛茲率領一部分軍隊協助太祖。太祖部隊到了滎陽汴水，與董卓部將徐榮遇上，雙方激戰，太祖軍隊失利，將士死傷很多。太祖在激戰中被流箭射中，坐騎也受了傷，他的堂弟曹洪把自己的戰馬讓給太祖，太祖才得以連夜逃離險境。徐榮見太祖帶的兵雖少，但都能齊心奮戰，堅持了一天，認為酸棗不易攻克，也領兵返回。
太祖回到酸棗，見到各路軍隊有十多萬人，卻終日宴飲大吃大喝，不思大業。太祖前去教訓責備他們，趁機謀劃說：“諸位聽我的計謀，讓勃海太守袁紹率河內郡的部隊到孟津；酸棗的各路將領駐守成皋，控制敖倉，封鎖頧轅、太谷二關，佔據所有險要之地；再讓袁術將軍率領南陽的軍隊進軍丹水縣和析縣，挺進武關，以威震三輔地區；各路大軍都建築高壘城牆、深挖溝壕，避免與敵正面交戰，多設疑兵，迷惑敵方，彰明我們的行動是以正義討伐叛逆，天下就可以快速平定。現已以正義召集了各路軍隊，卻瞻前顧後，不敢進兵，使天下百姓絕望，我本人替你們感到羞恥！”張邈等人沒有采納他的計謀。
太祖因兵力不足，便與夏侯惇等人一起到揚州召募士兵，揚州刺史陳溫、丹楊太守周昕把四千多名士兵交接給他，回到龍亢縣時，大部分兵士都叛逃了，到了輊縣、建平縣，又重新招募了一千多士兵，進駐河內郡。
劉岱與橋瑁互相怨恨，劉岱殺死橋瑁，讓王肱兼任東郡太守。
袁紹與韓馥密謀要立幽州牧劉虞為皇帝，被太祖拒絕。袁紹曾得到一塊玉印，在席中推到太祖肘邊讓他看，太祖便笑了笑，卻十分厭惡。
漢獻帝初平二年（191）春，袁紹、韓馥推舉劉虞做皇帝，但劉虞終究沒有敢答應。
這年四月，董卓回到長安。
七月，袁紹威逼韓馥，奪取了冀州。
黑山賊寇於毒、白繞、眭固等率領十多萬人到魏郡、東郡等地劫掠，王肱無力抵抗，太祖領兵趕往東郡，在濮陽同白繞遭遇，大破賊兵。袁紹為此上奏朝廷，推舉太祖為東郡太守，郡治設在東武陽。
初平三年（192）春，太祖軍隊駐紮在頓丘，於毒等進犯東武陽，太祖統兵向西進入黑山，襲擊於毒在黑山的大本營。於毒聽到訊息後，放棄東武陽回師。太祖於半途阻擊眭固，又在內黃縣攻擊匈奴人於夫羅，把他們全部都打敗。
這年四月，司徒王允與呂布聯合殺死董卓。董卓的部將李傕、郭汜等又殺死了王允，攻打呂布。呂布兵敗，向東逃出武關。朝政被李莈等人把持。
青州黃巾軍百萬之眾攻入兗州，殺死任城國相鄭遂，又轉入東平境內。兗州刺史劉岱準備出兵攔截，濟北國相鮑信勸阻說：“現在賊寇人過百萬，百姓都惶恐不安，我部士氣低落，不能與他們正面交鋒；我觀察賊兵隨營有成群老少，缺少軍用物資，僅靠搶掠供給部隊，現在我們不如先養精蓄銳，先固守城池。他們求戰不得，又攻城不下，勢必離散，然後我們再選派精兵強將，佔據險要的地勢，到時就可一舉攻破賊寇。”劉岱不聽，就帶兵與黃巾軍交戰，最後被殺死了。鮑信便和州吏萬潛等人一同到東郡去迎接太祖，請他擔任兗州牧。太祖帶兵在壽張縣東向黃巾軍發動進攻，鮑信力戰身亡，勉強擊潰賊軍。太祖懸賞尋找鮑信的屍體，沒有找到，眾人只好用木頭刻出鮑信的形象，祭奠並哀悼他。太祖追趕黃巾軍一直到了濟北，黃巾求降。這年冬天，太祖得降兵三十多萬，男女百姓一百多萬人，收編了其中的精銳，組成“青州兵”。
這時袁術和袁紹產生了矛盾。袁術向公孫瓚求援，公孫瓚派劉備駐軍在高唐、單經駐軍在平原、陶謙駐軍在發乾，來逼迫袁紹。太祖和袁紹聯兵共同進軍，把他們都打敗了。
初平四年（193）春，太祖駐軍在鄄城。荊州牧劉表切斷袁術的糧道，袁術率領進入陳留郡，駐紮在封丘，黑山賊寇餘部和於夫羅等都援助他。袁術派部將劉詳駐守匡亭，太祖率兵攻打劉詳，袁術帶兵救援，雙方激戰，太祖大獲全勝。袁術兵敗，退守到封丘，太祖率軍包圍，未能形成合圍之勢，袁術又逃往襄邑。太祖追到太壽，決開渠水灌入城中。袁術逃往寧陵，太祖又追擊他，袁術只得逃往九江。這年夏天，太祖收兵，駐紮在定陶縣。
下邳縣闕宣聚集數千人，自稱皇帝；徐州牧陶謙也與他一同出兵，攻佔泰山郡的華縣、費縣，奪取任城。秋天，太祖征討陶謙，攻克城池十多座，陶謙緊閉城門，不敢出兵。
這一年，孫策受袁術的派遣過江，幾年後就佔據了江東一帶。
漢獻帝興平元年（194）春，太祖從徐州返回兗州。當初，太祖的父親曹嵩辭官回到譙縣，因發生董卓之亂，到琅邪避難，結果被陶謙殺害，所以太祖立志討伐陶謙，以報父仇。這年夏，太祖派荀彧、程昱駐守鄄城，自己則領軍再次征討陶謙，接連攻克五座城池，奪取了直至東海郡的大片地盤，收兵經過郯縣時，陶謙的部將曹豹和劉備駐軍郯東，截擊太祖，太祖擊敗了他們，太祖又乘勝攻下襄賁縣，所經之處，大多進行殘酷的屠殺。
適逢張邈和陳宮叛亂，迎接呂布，各郡縣紛紛響應。荀彧、程昱保住了鄄城，範縣和東阿縣也因死守而倖免，太祖才領兵返回。呂布一到，就進攻鄄城，沒有攻下，後率軍向西進，駐紮在濮陽。太祖說：“呂布一天之中便攻下一州，卻不佔領東平，切斷亢父、泰山之間的通道，憑險要地勢攔擊我，反而駐兵濮陽，我因此斷定他沒有大的作為。”於是率軍攻打呂布。呂布出戰，先派騎兵衝散“青州兵”。青州兵四散奔逃，太祖軍陣勢大亂，他飛馬冒火突圍，掉下馬來，燒傷了左手掌。行軍司馬樓異扶太祖上馬，帶他衝出重圍。未到營地之前，眾將因為沒有見到太祖，十分害怕。太祖勉強支撐，帶傷慰問部隊，命令部隊趕做攻城的器械，準備再次進軍攻打呂布，兩軍相持一百多天。這時鬧起了蝗災，百姓們飢餓不堪，呂布軍中的糧食也吃光了，於是雙方各自撤兵。
這年九月，太祖回到了鄄城。呂布兵至乘氏縣，被當地人李進擊敗，東退駐守山陽。此時袁紹派人勸說太祖，想與太祖和解，聯合行動。太祖剛失去了袞州，大軍的糧食已經吃盡了，太祖想答應袁紹。程昱勸阻太祖，太祖聽從了他。當年十月，太祖來到東阿縣。
這一年一斛穀米價值五十多萬錢，以至於出現“人吃人”，太祖便解散了剛招募來的新兵。此時陶謙已死，劉備代替他做了徐州牧。
獻帝興平二年（195）春，太祖率兵襲擊定陶，因濟陰太守吳資奮力保衛定陶南城，未能攻克。正巧呂布來到，太祖又將他擊敗。這年夏，呂布派薛蘭、李封駐守鉅野，太祖前往偷襲，呂布帶兵救援，但薛蘭已經兵敗，呂布只好退回，就斬殺了薛蘭等。呂布又會合陳宮所帶一萬多人從東緡來攻打，此時太祖兵少，設下伏兵，出軍攻擊，大破呂布。呂布連夜逃走，太祖追擊，又攻克定陶，分兵駐守平定諸縣。呂布向東投奔劉備，張邈與呂布同行，讓他弟弟張超帶家屬駐守雍丘。這年八月，太祖圍攻雍丘。十月，天子封太祖為兗州牧。十二月，雍丘守軍潰敗，張超自殺身亡。太祖誅殺張邈三族。張邈前往袁術處請救兵，結果被他的部下所殺。兗州平定後，就率軍向東攻打陳國。
這一年，長安城中大亂，獻帝東遷，護衛軍在曹陽被亂黨打敗，獻帝渡過黃河到安邑縣。
漢獻帝建安元年（196）正月，太祖率軍到了武平，袁術任命的陳國國相袁嗣向太祖投降。
太祖準備去迎接獻帝，眾將中有人產生疑慮，惟有荀彧、程昱極力勸說，便派曹洪帶兵西行，迎接獻帝，衛將軍董承和袁術部將萇奴據險阻止，曹洪軍隊無法前進。
汝南、潁川一帶的黃巾何儀、劉闢、黃邵、何曼等人，都有數萬之眾。當初追隨袁術，後又依附孫堅。二月，太祖派兵征討，大敗賊軍，劉闢、黃邵被斬首，何儀及其部眾投降。獻帝封太祖為建德將軍，六月，又升任為鎮東將軍，封為費亭侯。七月，楊奉、韓暹護送獻帝回洛陽，楊奉另派兵駐守梁縣。太祖便趕到洛陽，保衛京都，韓暹逃走。獻帝授予太祖符節、黃鉞，讓他統領內外諸軍，領尚書事務，總攬朝政。此時洛陽城已殘破不堪，董昭等人力勸太祖遷都許縣。九月，獻帝車駕出頧轅關，向東進發。獻帝任命太祖為大將軍，封為武平侯。自從獻帝被董卓威逼西遷長安，朝廷日漸混亂，直到此時，各項祭祀制度才又確立起來。
獻帝遷都許縣時，楊奉準備在梁縣攔截，但錯過了時機。這年十月，曹公領兵征討楊奉，楊奉南逃到袁術那裡，於是曹公進攻他在梁縣的駐軍，佔據了梁縣。這時獻帝封袁紹為太尉，袁紹以職位在曹公之下而深感恥辱，不肯接受。曹公便堅決辭去自己的職位，把大將軍之職讓給了袁紹。因此，獻帝任命曹公為司空，代理車騎將軍。這一年，曹公又採納了棗祗、韓浩等人的建議，開始實行屯田制。
呂布襲擊劉備，攻佔了下邳。劉備投奔曹公，程昱勸說曹公：“依我看劉備有雄才大略，又深得民心，最終不會居於人下，不如趁早除掉他。”曹公回答：“如今正是招攬賢才之時，為殺一人而失天下人心，這樣不行。”
張濟從關中逃到南陽，他死後，侄子張繡統領他的人馬。建安二年（197）正月，曹公到達宛縣。張繡投降，不久又後悔，重又反叛。曹公前往討伐，遭到失敗，自己被流箭射中，大兒子曹昂、侄子安民被殺死。曹公就領兵退回舞陰縣，張繡率騎兵抄襲，被曹公擊敗。張繡逃往穰縣，與劉表合兵。曹公對眾將說：“我讓張繡等人投降，卻犯了沒有立即扣押人質的錯誤，所以遭到了失敗。我瞭解了失敗的原因，請大家看著，從今以後我不會再失敗了。”便撤兵回許都。
袁術準備在淮南稱帝，派人告訴呂布。呂布扣押了使者，把他的信呈送給朝廷。袁術大怒，派兵攻打呂布，被呂布擊敗。這年九月，袁術率軍進犯陳國，曹公率兵東征。袁術聽說曹公親自出徵，就棄軍逃走，留下部將橋蕤、李豐、梁綱、樂就；曹公一到，便擊敗了橋蕤等人，把他們全部斬首。袁術逃回淮南，曹公回到許都。
曹公從舞陰回來以後，南陽、章陵等縣重新反叛，歸附張繡，曹公派曹洪去征討，師出不利。曹洪撤軍，駐守葉縣，又多次遭到張繡、劉表的襲擊。這年十月，曹公親自南征，來到宛城。劉表的部將鄧濟佔據湖陽，曹公攻下湖陽，活捉鄧濟。湖陽城軍民投降。攻打舞陰，也攻佔了。
建安三年（198）正月，曹公回到許都，初次設定軍師祭酒的官職。三月，曹公在穰縣包圍了張繡。五月，劉表救援張繡，派兵切斷曹軍的後路。曹公撤退，張繡追擊，曹軍不能前行，於是結成連營，慢慢前進。曹公在給荀彧的信中寫道：“賊軍緊追我軍，雖然我們每天只能走幾里路，但我算計好了，到安眾縣時，一定會打敗張繡。”到了安眾縣，張繡和劉表聯軍守在險要地方，曹軍前後受敵，曹公派人乘天黑在險要處挖鑿一條地道，把輜重物資全部偷運過去，又設下伏兵。此時已天亮，賊軍認為曹公已逃走，全軍追趕。曹公便派出步兵、騎兵兩面夾攻，把賊軍打得大敗。七月，曹公回到許都。荀彧問曹公：“戰前您料定一定會打敗賊兵，有何根據呢？”曹公回答：“敵人攔截我回歸的部隊，與我拼死作戰，我由此知道一定會勝利。”
呂布又幫助袁術，派高順攻打劉備，曹公派夏侯惇去救援，曹軍失敗。劉備被高順擊敗。九月，曹公東征呂布。十月，大肆屠殺彭城的守軍和百姓，活捉了彭城國相侯諧。曹軍繼續前進，來到下邳。呂布親自率騎兵迎戰，結果被曹公打得大敗，他的勇將成廉也被活捉。曹軍乘勝追擊，直逼城下。呂布十分害怕，想要投降，陳宮等人阻止了他的計劃，他們一邊向袁術請求救兵，一邊鼓勵呂布出城迎戰，再次失敗後，就退回城中堅守。曹軍攻城，一時難以奏效。此時因連續作戰，曹軍已疲憊不堪，準備收兵，便採用荀攸、郭嘉的計謀，挖開泗水和沂水，淹灌下邳城。過了一個多月，呂布的部將宋憲、魏續等人抓住陳宮，獻城投降，曹公活捉呂布、陳宮，把他們全部殺掉。太山郡臧霸、孫觀、吳敦、尹禮、昌豨等人各自聚集隊伍，在呂布攻打劉備時，都跟隨呂布。呂布失敗後，曹公擒獲了臧霸等人，對他們盛情款待，還分割青州、徐州靠近海邊的地方委任他們治理，又從琅笽、東海、北海三個郡國中分出部分地區，設定城陽、利城、昌慮郡。
當初，曹公任兗州牧時，任命東平人畢諶為別駕。張邈叛亂，劫走了畢諶的母親、弟弟、妻子和兒女，曹公便辭退畢諶，對他說：“你的老母親在叛賊那裡，你也可以離開我。”畢諶向曹公叩頭，表示決不因此而懷有二心，曹公十分讚賞他的行動，並感動得流下了眼淚。畢諶離開曹公後，就跑到張邈那裡，歸附了張邈。等到呂布被打敗，畢諶被活捉時，眾人為他擔心，曹公說：“凡是孝敬父母的人，難道不也是忠君之人嗎？這正是我所需要的人。”封他為魯國國相。
建安四年（199）二月，曹公回師昌邑縣。張楊被部將楊醜殺死，楊醜又被眭固所殺，帶領他的部隊歸附袁紹，駐紮在射犬邑。四月，曹軍到了黃河岸邊，派史渙、曹仁渡過黃河進攻眭固。眭固命令張楊原來的長吏薛洪和河內太守繆尚原地駐防，自己則領兵北行，迎接袁紹，請求援兵，不料卻和史渙、曹仁在犬城遭遇。兩軍交戰，曹軍大勝，眭固被斬首。曹公就渡過黃河，包圍射犬。薛洪、繆尚率眾投降，被封為列侯。曹公率軍回到敖倉，任命魏種為河內太守，把黃河以北的地方都託付給他治理。
當初，曹公舉薦魏種為孝廉。兗州叛亂時，曹公說：“只有魏種將不會反叛我。”當聽到魏種逃走的訊息，曹公憤怒地說：“只要你魏種南逃不到越地，北逃不到胡地，我一定不會饒恕你！”等到攻下射犬，活捉魏種時，曹公又說：“只因他是個有才能的人啊！”就鬆開他的繩子，仍然重用他。
這時袁紹已擊潰公孫瓚，兼併了青、冀、幽、並四州的土地，有士兵十多萬，準備進軍攻打許都。眾將都認為難以抵擋，曹公說：“我知道袁紹的為人，志向大卻缺少智謀，外強中乾，心胸狹窄，缺少威嚴，雖兵多但指揮不當，將領們的驕橫使政令不能統一，所以他雖然土地廣闊，糧食豐富，但這正好作為獻給我的禮物。”八月，曹公進軍黎陽縣，命臧霸等人進入青州，攻下齊國、北海國、東安國，留下於禁駐守在黃河邊上。九月，曹公回到許都，分兵防守官渡。十一月，張繡率眾投降，被封為列侯。十二月，曹公軍隊駐紮官渡。
袁術自從在陳國失敗後，勢力逐漸衰弱，袁譚從青州派人迎接他。袁術想從下邳北面透過，曹公派劉備、朱靈在途中攔截。正巧袁術因病而死。程昱、郭嘉聽說曹公派出劉備，就對曹公說：“不該放走劉備。”曹公也後悔了，忙派人追趕卻沒有追上。劉備還沒有走之前，私下與董承等人商議謀反，到了下邳，便殺死徐州刺史車胄，領兵駐守沛縣。曹公派劉岱、王忠攻打劉備，沒有取勝。
廬江太守劉勳率部投降，被封為列侯。
建安五年（200）正月，董承等人的反叛陰謀敗露，都被處死。曹公想親率兵馬東征劉備，眾將都勸阻說：“與您爭奪天下的人是袁紹，如今袁紹要來討戰，您卻棄之不顧，而要東征劉備，倘若袁紹乘機從背後進攻，該怎麼辦呢？”曹公回答：“劉備是個大英雄，現在不除掉他，以後一定會成為心腹大患。袁紹雖然有遠大的志向，但反應遲鈍，不會馬上出兵。”郭嘉也支援曹公的看法，於是東征劉備，把他打敗，活捉了他的部將夏侯博。劉備逃走投奔袁紹，但捉住了他的妻兒。劉備的大將關羽駐守下邳，曹公又乘勝進攻，羽投降。昌豨先前叛變投靠了劉備，此時也被打敗。曹公回師官渡，袁紹最後也沒有出兵。
二月，袁紹派郭圖、淳于瓊、顏良攻打駐守白馬的東郡太守劉延，袁紹領兵到黎陽，準備渡過黃河。四月，曹公北上救援劉延。荀攸勸說曹公：“如今我軍兵少，比不上敵軍，必須分散敵軍的兵力才行。主公先領兵到延津，做出好像要渡過黃河，斷敵後路的樣子，袁紹一定會分兵向西應戰。那時主公以輕襲部隊偷襲白馬，攻其不備，一定能活捉顏良。”曹公聽從了他。袁紹聽說曹公要渡黃河，就分兵西去應戰。曹公領兵晝夜兼行，直奔白馬，離白馬還有十多里，顏良聞訊大感意外，忙來迎戰。曹公命張遼、關羽先與敵軍交戰，擊敗敵軍，斬殺了顏良，解了白馬之圍，後把當地的居民全部遷走，沿著黃河向西轉移。此時袁紹已渡過黃河，追擊曹軍，一直到了延津關的南面。曹公阻止軍隊前進，在白馬山南坡安下營寨，派人登高察望敵情，報告說：“袁軍約有騎兵五、六百。”過了一會，又報告：“騎兵還在增多，步兵不計其數。”曹公說：“不要再報告了。”就下令騎兵解下馬鞍，放開戰馬。這時，從白馬繳獲來的輜重物資滿道皆是。眾將認為敵人騎兵太多，不如退回保守營寨。只有荀攸說：“這正是為了引誘敵人，為何要退回呢？”袁紹的騎兵大將文丑與劉備帶著五六千騎兵先後趕到。眾將又說：“可以出兵了。”曹公卻說：“時候還未到。”一會，敵人的騎兵又增加了一些，有的去搶奪軍用物資。曹公說：“可以上馬出擊了。”於是還不到六百的曹軍騎兵，就揮馬出擊，大敗敵軍，文丑也被殺。顏良、文丑都是袁紹手下有名的戰將，再次出戰，都被擒獲，袁紹的部隊都很震驚。曹公回師官渡，袁紹進軍保衛陽武縣。關羽又叛逃到劉備那裡。
八月，袁紹前後連營，積極推進，並依沙丘紮寨，東西軍營長達數十里。曹公也分開陣營，與袁軍相對抗，但交戰失利。此時曹公的軍隊不到一萬，其中還有受傷的二三千。袁紹又重新進軍，進逼官渡，堆土山，挖地道。曹公也在營中堆山挖溝，以抵抗袁軍。袁紹令士兵向曹營放箭，一時箭如雨下，營內走路的人都得舉著盾牌，眾人都很恐慌。這時曹軍糧食缺少，曹公給荀彧寫了一封信，和他商量，準備撤回許都。荀彧認為：“袁紹全部兵馬都集於官渡，準備與主公決一勝負。主公用最弱的軍隊抵擋最強的軍隊，如果不能勝敵，則被敵勝，這是成敗的關鍵時刻。況且袁紹不過是一個普通的人才而已，能聚集人，卻不能正確呼叫。憑著主公的聰明威武，雄才大略，再加上奉天子之命討伐叛亂，怎麼會不勝利呢！”曹公聽從了他。
孫策聽說曹公與袁紹相持不下，便密謀襲擊許都，結果還沒有出兵，就被刺客殺死。
汝南投降的賊寇劉闢等發動叛亂，作為袁紹的內應，搶劫許都附近城郊。袁紹派劉備去援助劉闢，曹公令曹仁出軍，打敗劉備。劉備倉惶回逃，於是曹軍攻克了劉闢的軍營。
袁紹幾千輛運糧的軍車來到，曹公採用荀攸的計謀，派徐晃、史渙截擊，大敗袁軍，燒燬全部糧車。曹公與袁紹相持幾個月，雖然每次交鋒都斬殺袁軍的大將，但兵少糧盡，士氣低落。曹公對運糧的人說：“半月後，一定打敗袁紹，不再勞累你們了。”十月，袁紹派兵運糧，命淳于瓊等五人帶一萬多人護送，在袁紹大寨北面四十里的地方宿營。袁紹的謀士許攸貪財，袁紹不能滿足他的要求，便來投奔曹公，趁機勸說曹公派兵抄襲淳于瓊等人。曹公左右的人都不相信他，只有荀攸、賈詡二人勸說曹公採納他的建議。曹公讓曹洪留守大營，親自率領五千人，連夜出發，在天亮前趕到。淳于瓊等看曹公的人少，就在營外擺開陣勢，曹公下令衝擊；淳于瓊退回營內固守，曹軍攻打營寨。袁紹派騎兵救援淳于瓊。左右有人說：“敵人騎兵越來越近了，請派兵迎敵。”曹公大怒說：“等敵人到了背後再來報告。”曹軍殊死奮戰，把淳于瓊等打得大敗，把他們殺死。袁紹聽聞曹公攻打淳于瓊，對大兒子袁譚說：“趁他攻打淳于瓊，我們偷襲他的大本營，他肯定就無處可歸了。”便派張郃、高覽攻打曹洪。張郃等人聽說淳于瓊兵敗，就來投降了曹公。袁紹的軍隊一敗塗地，袁紹和袁譚等棄軍逃跑，渡過黃河。曹軍追趕不及，但繳獲了他們的全部輜重物資，圖冊書藏，珍珠寶物，俘虜了大量士兵。曹公在得到的袁紹的書信中，發現了許都的官員和自己軍隊裡的人給袁紹的信件，立即全部燒掉了。冀州各郡見曹公打敗了袁紹，紛紛獻城投降。
當初，漢桓帝時，楚國和宋國一帶天空中出現了一顆土星，遼東人殷馗擅長觀天文，預言五十年後將有真龍天子誕生在梁國和沛國一帶，其勢銳不可擋。到現在正好總共五十年，而且曹公打敗了袁紹，天下沒有人能抵擋了。
建安六年（201）四月，曹公在黃河岸邊顯示兵力，攻打袁紹在倉亭的駐軍，擊敗了袁軍。袁紹逃往冀州後，又收羅打散計程車兵，攻佔、平定了那些叛變的郡縣。九月，曹公回到許都。袁紹未敗之時，派劉備攻佔汝南郡，汝南的賊寇共都等人都歸附劉備。曹公派蔡揚攻打共都，戰鬥失利，被共都打敗。曹公南征劉備。劉備聽說曹公親自領兵征討自己，便逃走投奔劉表，共都等人也四散逃命去了。
建安七年（202）正月，曹公駐軍譙縣，下令說：“我舉義旗，招兵馬，是為了剷除天下暴亂。可是我的鄉人都要死光了，我在境內走了一天，沒有看見一個熟識之人，這種情形真叫我悲傷。自從我起兵以來，將士們凡是犧牲了沒有後代的，讓他的親戚過繼作為他的後嗣，官府分給他們田地，配給耕牛，設定學校，派專人教育他們，給他們修建宗廟，使他們能夠祭祀自己的祖先，如果魂魄有靈，我死也沒有什麼後悔的了！”又到了浚儀縣，治理好睢陽渠，又派使者用牛、羊、豬三牲的祭品去祭祀已故太尉橋玄。然後，又進軍官渡。
袁紹自從部隊被打敗以後，得病吐血，五月就去世了。他的小兒子袁尚接替了他的職位，袁譚自封為車騎將軍，駐守在黎陽。這年九月，曹公征討他們，連續作戰，袁氏兄弟多次戰鬥失敗，退回城中堅守。
建安八年（203）三月，曹公攻打黎陽城外城，袁氏兄弟出戰，曹軍奮勇衝擊，大敗袁軍，袁譚、袁尚連夜逃走。四月，曹公進軍鄴城。五月回許都，留賈信駐守黎陽。
五月二十日，曹公下令說：“兵書《司馬法》上規定：‘將軍臨陣脫逃要處以死刑’，所以有趙括的母親請求不因兒子兵敗被牽連獲罪一說。所以古往今來的將軍，軍隊在外作戰失敗，家人卻在朝內受罪。可我調兵遣將，領兵征戰，只獎有功之人，而不罰有過之人，這不是國家的法律。現在公佈命令：以後眾將出徵，打敗仗的要依法治罪，作戰失敗的罷免爵位。”
七月，曹公又頒佈政令：“自戰亂以來，已有十五年了，年青人沒見過仁義禮讓的風範，我為此非常擔憂。現公佈法令：從今以後，各郡國要提倡和研究儒家經典，有五百戶的縣就要設定學校，選拔當地優秀學生入校，這樣或許可以使聖賢的思想不致廢棄，有利於天下。”
八月，曹公征討劉表，軍隊駐紮在西平縣。先前曹公離開鄴城南下時，袁譚、袁尚為爭奪冀州而交戰，袁譚被袁尚打敗，逃到平原縣堅守。袁尚攻城很急切，袁譚派辛毗到曹公處投降，請求救兵。眾將都存有疑慮，荀攸勸說曹公答應下來，於是曹公帶兵返回。十月，曹公到了黎陽，讓兒子曹整娶袁譚的女兒為妻。袁尚聽到曹公北返的訊息，撤走了平原的圍兵，回到鄴城。東平縣的呂曠、呂翔叛離袁尚，駐軍陽平縣，帶著自己的部隊投降了曹公，被封為列侯。
建安九年（204）正月，曹公率兵渡過黃河，截斷淇水，引入白溝，來打通運糧的通道。二月，袁尚又攻打袁譚，只留下蘇由、審配守衛鄴城。曹公率兵到了洹水，蘇由投降。一到鄴城就發動攻擊，堆起土山，挖掘地道。武安縣令尹楷駐守毛城，保持通往上黨的糧道暢通。四月，曹公留下曹洪攻打鄴城，自己帶兵攻打尹楷，打敗尹楷後又回師鄴城。袁尚的部將沮鵠守衛邯鄲縣，曹軍又攻佔了邯鄲。易陽縣縣令韓範、涉縣縣長梁岐獻城投降，賜給他們關內侯的封爵。五月，曹軍毀去土山和地道，繞鄴城挖了一圈大壕溝，挖開漳水河淹灌鄴城；城中的人餓死了一大半。七月，袁尚回兵救鄴城，眾將都認為：“這是回返駐地的部隊，人人都會奮力作戰，不如避開他們。”曹公說：“袁尚如果從大道上返回，就應該避讓；如果沿著西山而來，這次就會被捉住。”袁尚果然沿著西山前來，靠著滏水河紮下營寨。半夜裡派兵偷襲圍城的曹軍。曹公迎戰袁軍，大敗袁軍，並下令乘勝包圍他們的營寨。還沒等到合圍，袁尚就害怕了，派原來的豫州刺史陰夔和陳琳請求投降。曹公沒有答應，加緊圍攻。袁尚連夜逃走，退守祁山，曹軍追擊不止。袁將馬延、張靑等人臨陣投降，袁軍瓦解，袁尚逃往中山國。曹軍繳獲了袁軍全部輜重物資，還得到了袁尚的印章、綬帶、符節、斧鉞，又讓袁軍降兵舉著這些東西給他們城中家屬看，城中人心慌亂。八月，審配哥哥的兒子審榮趁夜開啟自己守衛的城東門，納曹軍入城。審配迎戰失敗，被活捉後斬首，鄴城平定了。曹公親自到袁紹墓旁祭祀，痛哭不已；還慰藉袁紹的妻子，送還他家的僕人和珍寶，又賜給各種絲綢棉絮，令官府供給他們衣食。
當初袁紹與曹公一起舉兵之時，袁紹曾問曹公：“如果功業不成，那麼四方有什麼地方可以據守呢？”曹公問：“您認為怎麼辦好呢？”袁紹回答：“我南面據守黃河，北面依靠燕、代之地的險要，再加以戎、狄的兵力，然後南進爭奪天下，這樣或許可以成大事了吧？”曹公回答：“我運用天下所有有才智的人的力量，用先王的思想駕馭他們，沒有什麼是不能成功的。”
九月，曹公頒佈命令：“黃河以北遭受袁氏父子之害的百姓，不交今年的租稅。”又加重了處罰豪強兼併土地的法令，百姓都很高興。獻帝下令讓曹公兼任冀州牧，曹公便辭去了兗州牧的職務。
曹公包圍鄴城的時候，袁譚攻佔了甘陵縣、安平國、勃海國、河間國幾地。袁尚戰敗後，逃回中山國。袁譚又進攻中山國，袁尚只得逃往故安縣，袁譚就吞併了他的部隊。曹公寫信給袁譚，譴責他違背約定，並與他斷絕兒女婚姻關係，讓她的女兒回孃家去，然後進軍討伐。袁譚很害怕，從平原縣撤出，跑到南皮縣固守。十二月，曹公進入平原縣，收回被袁譚攻佔的郡縣。
建安十年（205）正月，曹公對袁譚發起進攻，打敗了袁軍，把袁譚斬首，並殺死了他的妻子兒女，冀州被平定了。曹公又頒佈命令：“凡是與袁氏一同做過壞事的人，允許他們改過自新。”又命令百姓們不得再報私仇，禁止鋪張浪費辦喪事，違法的人一概依法懲處。這個月內，袁熙的大將焦觸、張南等反叛，攻打袁熙、袁尚，他們二人逃往遼西、上谷、右北平三郡的烏丸地區。焦觸等人獻出縣城投降，被封為列侯。當初討伐袁譚時，一些百姓逃避破冰行船的差事，曹公下令官吏們不準接受他們投降。不久，逃亡的人有到軍中自首的，曹公對他們說：“接受你們自首，就違背了軍令；殺死你們，又處死了認罪之人。你們最好回去躲藏起來吧，不要讓官吏們捉著。”百姓們流著淚走了，最終都被捕獲。
這年四月，黑山賊寇張燕率領十多萬人馬投降，被封為列侯。故安趙犢、霍奴等人殺死了幽州刺史、涿郡太守。
三郡地區的烏丸族在獷平攻打鮮于輔。八月，曹公帶兵出征，把趙犢等人斬首，又渡過潞河救援獷平。烏丸人逃到塞外。
九月，曹公又頒佈命令：“結黨營私，互相勾結，是古代聖賢們所痛恨的事情。聽說冀州一帶的風俗，父子各立宗派，或相互誹謗，或胡亂吹捧。從前直不疑連哥哥都沒有，卻有很多人誹謗他與嫂子通姦；第五伯魚娶了三位夫人，三個夫人都無父，卻有人誣衊他毆打自己岳丈；王鳳專權，把持朝政，谷永卻將他與賢相申伯相提並論；王商忠正不阿，張匡卻詆譭他搞歪門邪道：這些都是顛倒黑白，欺騙上天矇蔽君王的事情。我將整治社會風俗，上面列舉的四項陋習不革除，是我終生的恥辱。”十月，曹公回到了鄴城。
當初，袁紹讓他的外甥高幹擔任幷州牧，曹公攻克鄴城的時候，高幹投降，曹公讓他擔任刺史。高幹聽說曹公前往討伐烏丸族，就在幷州叛亂，挾持了上黨太守，派兵守住壺關口。曹公派樂進、李典二人前去平叛。高幹退到壺關城固守。建安十一年（206）正月，曹公親自領兵征討高幹。高幹聽說後，就留下其他將領守壺關城，自己逃到匈奴，向匈奴單于求救，但單于沒有出兵。曹公圍困壺關城三個月後攻下了它。於是高幹逃到荊州，被上洛縣都尉王琰抓住並斬首。
八月，曹公東征海賊管承，到了淳于縣，派遣樂進、李典進攻並擊敗他，管承逃到海島上去了。分割東海郡的襄賁、郯、戚三個縣以擴充琅邪郡，撤銷了昌慮郡。
三郡烏丸趁天下大亂之機，攻破幽州，搶掠漢族百姓十多萬戶。袁紹曾把他們的酋長和首領都立為單于，並把本族人的女兒作為自己的女兒，嫁給他們為妻。其中遼西單于蹋頓勢力尤其強大，最受袁紹厚待，所以袁尚兄弟來投奔他，他們多次侵入邊塞搶掠。曹公準備征討烏丸，先開鑿河渠，從呼沲河直到泒水，命名平虜渠。又從泃句河口鑿通潞河，起名叫泉州渠，通向大海。
建安十二年（207）二月，曹公自淳于返回鄴城。二月初五，又下令說：“自我舉起義旗，平定暴亂到現在，已整整十九年了，這期間每戰必勝，難道這是我一個人的功勞嗎？這都是賢才智士、文武百官盡忠盡力的結果呀！現在雖然天下還沒有完全太平，還需我和他們一起去平定，但是我獨享功勞，怎能安心呢！應該儘快給大家論功行賞。”於是大封功臣，功勞卓著的二十多人封為列侯，其餘的也論功行賞，依次受封，還免除為國死難者子女的徭役租稅，輕重各有差別。
曹公想要北征三郡烏丸，眾將都說：“袁尚只不過是個四散逃亡的敵人而已，烏丸人又貪財忘義，不講究親朋交情，怎麼能被袁尚利用呢？如今大兵深入其境征伐，劉備一定會勸說劉表襲擊許都。萬一真的發生變故，就會悔恨不及。”惟有郭嘉斷定劉表不會信任劉備，勸說曹公出兵。五月，曹公帶兵來到無終縣。七月，遇上發大水，靠海邊的道路都不通，田疇請求當嚮導，曹公答應了。田疇帶領大軍出了盧龍塞，塞外道路被斷絕不通，只好挖山填谷五百餘里，經過白檀縣，穿越平岡縣，深入鮮卑族的居住地，向東奔向柳城縣。距柳城二百多里的時候，賊寇就已得知訊息。袁尚、袁熙與蹋頓，以及遼西單于樓班、右北平單于能臣抵之等帶幾萬騎兵前來迎戰。八月，曹公登上白狼山，突然與敵兵遭遇，敵人數量很多。當時曹公的輜重物資都在後面，穿戰甲的人很少，左右隨從有些害怕。曹公登上高處，望見敵軍隊伍混亂不整，就率軍主動出擊，命張遼為先鋒，烏丸軍四散崩潰，蹋頓以及部族中許多有名之王都被斬首，胡、漢兩族投降的有二十多萬。遼東單于速僕丸及遼西、右北平的眾位首領，拋下他們的族人，與袁尚、袁熙逃往遼東，僅剩下幾千騎兵。當初，遼東太守公孫康倚仗地域偏遠，不服從管轄。等到曹公打敗了烏丸，有人勸曹公應該征伐公孫康，那樣就可活捉袁氏兄弟。曹公說：“我正要叫公孫康砍掉袁尚、袁熙的腦袋並送來，不用再派兵了。”九月，曹公帶兵從柳城回返，公孫康立即把袁尚、袁熙、速僕丸等人斬首，把頭送到曹公軍中。有的將領問：“主公回兵，而公孫康卻砍下他們腦袋送來，這是什麼緣故呢？”曹公說：“公孫康速來就懼怕袁尚等人，我攻打太急，他們就會合力對付我們，暫緩進攻，他們就會自相殘殺，這是必然的！”十一月，曹公到達易水岸邊，代郡烏丸代理單于普富盧、上郡烏丸代理單于那樓帶領本族的知名頭領趕來慶賀。
建安十三年（208）正月，曹公回到鄴城，開鑿玄武池訓練水軍。這時，朝廷廢除了三公，設定丞相、御史大夫。六月，曹公被任命為丞相。
七月間，曹公南征劉表。八月，劉表病死，他的兒子劉琮接替其職位，駐守襄陽，劉備駐守樊城。九月，曹公率兵抵達新野縣，於是劉琮投降，劉備逃往夏口。曹公進兵江陵，命荊州一帶的官吏和百姓同他們一樣實行新法規。還評定荊州降官的功勞，封侯的有十五人，任命原劉表手下的大將文聘為江夏太守，讓他領管自己原本的兵馬，並舉薦任用荊州名士韓嵩、鄧義等人。益州牧劉璋開始接受徵兵和納稅，遣送士兵補充軍隊。十二月，孫權幫助劉備進攻合肥，曹公從江陵發兵征討劉備，到達巴丘山，派張睯去援救合肥。孫權得知張睯到來，才撤兵離開。曹公抵達赤壁，與劉備交戰，戰鬥失利，這時發生了大瘟疫，官兵死了很多，曹公便帶兵北迴。於是劉備佔領了荊州所轄的江南各郡縣。
建安十四年（209）三月，曹公進軍到了譙縣，製造快船，操習水軍。七月間，曹軍從渦水進入淮河 經過淝水，在合肥駐軍。八月二十四日，曹公下令說：“最近幾年來，軍隊多次遠征，有時還遇到瘟疫，官兵都有死亡，不能再回家鄉，夫妻難以團聚，百姓流離失所，這難道是仁愛之人願意看到的麼？是不得已才這樣做。特此命令：凡是死計程車兵家中沒有產業，難以維持生活的，政府不得停止供應食糧，官吏必須慰問救濟他們，這才合我意。”這年又在揚州設定郡縣長官，開墾芍陂屯田。十二月，率領軍隊回到譙縣。
建安十五年（210）春天，又頒佈命令：“自古以來，凡是開國和中興的君主，誰不是靠賢人君子幫助共治天下呢！君主得到賢才，足不出巷，這難道是僥倖碰上的嗎？是高高在上的執政者不去尋訪罷了。如今天下還未平定，這是正需要賢才的時候。孔子說：‘孟公綽作趙、魏兩家的家臣之長，是多多有餘的，卻不能作滕、薛二小國的大夫。’假如一定要廉潔之士才能任用，那齊桓公怎能稱霸天下呢？難道現在天下就真沒有像呂尚那樣富有才華卻穿著破衣服在渭水邊垂釣的人嗎？又有沒有像陳平那樣被誣與嫂子私通，接受賄賂卻還沒有遇到賞識自己的人嗎？各位一定要幫我明察舉薦出身低微的有才之士，只要有才就舉薦，使我能夠重用他們。”這年冬天，建銅雀臺。
建安十六年（211）正月，漢獻帝任命曹公的世子曹丕作五官中郎將，並安置所屬官員，讓他做副丞相。太原商曜等人據守大陵縣反叛，曹公派夏侯淵、徐晃帶兵包圍大陵，打敗了商曜。張魯佔據漢中郡。三月，曹公派鍾繇前去征討，又命令夏侯淵等人從河東郡出兵，與鍾繇會合。
這時，佔據關中的各將都懷疑鍾繇要襲擊自己，於是，馬超與韓遂、楊秋、李堪、成宜等人起兵反叛。曹公派曹仁去討伐他們。馬超等人駐守潼關；曹公告誡眾將說：“關西兵勇敢強悍，你們堅守營寨，不得與他們交戰。”七月間，曹公西征，與馬超的軍隊隔著潼關對峙駐軍。曹公拖住馬超的部隊，暗中派徐晃、朱靈等將乘天黑渡過蒲阪津，佔領黃河以西，安營紮寨。曹公在潼關北面強渡黃河，還未渡完，馬超趕來，猛攻曹軍船隻。校尉丁斐見情況危急，就放出大批牛馬引誘賊兵，賊兵爭搶牛馬，隊形大亂，曹公才得以渡過黃河，沿河邊向南修築通道。賊兵敗退，佔據渭口抵抗，曹公便多設疑兵，暗中用船將部隊送入渭水，架設浮橋，乘夜分兵在渭水南岸紮營。賊軍於夜間偷襲曹營，曹公派伏兵將他們擊敗。馬超等人駐守渭南，派人送信，以割讓黃河以西為條件求和，曹公不答應。
九月，出兵渡過渭水，馬超等人多次挑戰，曹公並不應戰；再三請求割地，並讓自己的兒子做人質求和，曹公聽從賈詡之計，假意先應下來。韓遂請求與曹公會面。曹公與韓遂的父親同一年被舉為孝廉，又與韓遂是平輩，因此兩人馬靠馬在陣前談了很長時間，不談軍事，只敘朋友舊事，說到高興處，二人拍手大笑。會見結束後，馬超問韓遂：“曹公說了些什麼？”韓遂回答：“沒說什麼。”於是馬超等人對他產生了猜疑。過了幾天，曹公又給韓遂寫了封信，上面故意塗改許多地方，好像是韓遂改的。馬超等人更加懷疑。於是曹公與他們約定日期會戰，先用輕裝部隊挑逗敵軍，打了很長時間後，派出精銳騎兵夾攻，大敗他們，成宜、李堪等都被斬首。韓遂、馬超等人逃到涼州，楊秋到安定郡，關中平定了。
眾將有的問曹公：“開始時，賊兵守衛潼關，渭水以北沒有防守之兵，我們不從河東出去攻打馮翊，反而在潼關與敵兵對峙，拖延許久才北渡黃河，這是為何？”曹公回答：“賊兵佔據潼關，如果我軍進入河東，賊兵必將帶兵守住黃河各渡口，我們就不能渡到河西；我故意重兵逼進潼關，賊兵全力來守南邊渡口，西河的防備空虛，因此徐晃、朱靈二將才能輕易佔領西河。在此之後我帶大軍北渡黃河，賊兵不敢與我們爭奪西河，是因為有他們二將的軍隊。連結戰車，樹起柵欄，做通道向南前進，既是創造了敵軍不能取勝的條件，同時又向敵人示弱，麻痺他們。渡過渭水後建造深溝固壘，敵軍挑戰不應，是為了使敵軍驕傲自大；所以賊軍不造營壘，只求割地講和。我順著他們的意思答應下來，之所以依著他們的意圖，是為了使他們自以為平安無事而毫無防備。我軍此時蓄精養銳，一旦出擊，就有迅雷不及掩耳之勢。用兵之道，本來不能墨守成規，只求一種方法。”當初，賊兵每到一支部隊，曹公就面露喜色。賊兵被打敗以後，眾將問他高興的原因。曹公回答：“關中地域廣闊，如果賊兵各自依險阻抵抗，征伐他們，沒有一二年的時間不能平定。如今都聚集於此，雖然人數眾多，但都彼此不服，沒有統一的主帥。這樣，消滅敵人容易成功，我所以高興。”
十月，曹軍從長安出發，北征楊秋，包圍了安定。楊秋投降，又恢復了他的爵位，讓他留下安撫百姓，治理所管轄的地區。十二月，從安定返回，留下夏侯淵駐守長安。
建安十七年（212）正月，曹公回到鄴城。漢獻帝命令曹公朝拜時贊禮官不必在旁點名唱禮，入朝時可以不像別的大臣那樣小步快走，可以穿靴、佩劍，就像以前的西漢丞相蕭何那樣。馬超的餘黨梁興等人駐守藍田縣，曹公命令夏侯淵出兵征伐，平定了他們。劃割出河內郡的蕩陰、朝歌、林慮等縣，東郡的衛國、頓丘、東武陽、發乾等縣，鉅鹿郡的睰陶、曲周、南和等縣，廣平郡的任城縣，趙郡的襄國、邯鄲、易陽縣以擴充魏郡。
十月，曹公出征討伐孫權。
建安十八年（213）正月，曹公進軍濡須口，攻破孫權在長江以西的營寨，抓住了孫權的都督公孫陽，然後回師。此時，漢獻帝下詔合併十四州，恢復九州的建制。四月，曹公回到鄴城。
五月初十，漢獻帝派御史大夫郗慮拿著皇帝的符節到鄴城，策封曹公為魏公，策文說：
“因我無德，小時就遭憂患和災難，被遠遠地劫持到長安，後又流亡到唐、衛。那時，我四處漂泊，祖宗的祠廟無人祭祀，國無固定疆界；群雄都覬覦皇位，割裂天下，全國的百姓，我無法管治，我漢高祖開創的基業快崩潰了。我早起晚睡，不敢安息，內心痛苦異常，禱告說：‘我的祖宗啊，有才能的先臣們，誰能憐憫我呢？’於是感動了上天，誕生了曹丞相，保護我們皇室平安，在艱難之中把我拯救出來，使我有了依仗。如今要舉行授您魏公的典禮，請您敬聽我的命令。
“先前董卓作亂，使國家蒙難，各地郡守放棄自己的政務，一同解救王室之亂。您督促眾人進軍，並率先與賊兵交戰，可見您對王室的忠誠。後來黃巾軍違背天命，發動叛亂，侵佔三州，禍亂波及百姓，您又剷除他們，平定東方，這又是您的功勞。韓暹、楊奉二人專權，亂髮命令，您討伐他們，清除他們引起的動亂，又把都城遷到許縣，建造京都，重設百官，修建宗廟，恢復先代的規章制度、文物，此舉使天地鬼神都得到安寧，這也是您的功勞。袁術稱帝造反，在淮南橫行一時，但也懼怕您的神威。您施展宏謀，在蘄陽戰役中，斬首橋蕤，威勢不斷，繼續南行，使袁術喪命，部下崩潰，這又是您的功勞。回師東征，誅殺呂布；班師途中，處死張楊，眭固認罪受死，張繡俯首稱臣，這又是您的功勞。袁紹淆亂天綱，舉行叛亂，陰謀顛覆國家，倚仗兵多將廣，起兵侵凌朝廷，這時，國家兵少力小，普天之眾，個個心驚膽寒，無人有堅定的信心，忠於國家的您運用您的神機妙算，親赴官渡指揮作戰，殲滅眾多賊兵，把國家從危難中拯救出來，這又是您的功勞。率師渡過黃河，開拓平定四州。袁譚、高幹二人都被斬首，眾海盜四散逃竄，黑山賊寇投靠朝廷，這又是您的功勞。三郡烏丸，已兩代作亂，袁尚依靠他們，盤踞在塞北，您率軍翻山越嶺，一戰消滅他們，這又是您的功勞。劉表背叛朝廷，不再上貢，您率軍出發，神威先行，荊州諸郡，望風而降，這又是您的功勞。馬超和成宜狼狽為奸，據守黃河、潼關，企圖稱王稱霸，您在渭水南將他們消滅，殺敵數萬，安定了邊境，與戎狄和好，這又是您的功勞。鮮卑族、丁零族，到京城朝見；箅於族、白屋族，俯首稱臣，這又是您的功勞。您有平定天下的大功，您用德行教化民眾，使天下秩序井然，宣傳改善風俗，不斷向百姓施以教導，小心謹慎地施以刑罰，使官吏們不施行苛政，百姓沒有狡詐之心；您極其尊崇皇帝的親族，使沒有後人的能被繼承下來，對於以前德高功大之人，無不發給合理的俸祿；即使像伊尹那樣德高及於皇天，周公那樣光照四海的賢人，與您相比，也如您。
“我聽說先代的帝王分封大德之人，要賞賜給他土地，分給他百姓。彰顯他的地位，為他準備典禮文物。之所以這樣做，是為了讓他保衛王室輔佐君王。在周成王時，管叔和蔡叔作亂，他們被平定後，成王顧念有功之臣，使派邵康公賜給齊國姜太公所轄的土地：東到大海、西到黃河、南到穆陵關、北到無棣邊境，各種王侯、九州長官有罪，都可以征討，世代擔任太師，以彰其功績；到了周襄王時，也有楚國人不稱臣也不獻貢，又命晉文王為諸侯的盟主，賞賜給他兩輛輅車、勇士、鐵鉞、美酒和弓箭，開墾南陽的大片土地封給他，讓其世代擔任諸侯盟主。所以周王室不滅，完全依靠齊國和晉國。如今您功德顯赫，維護社稷，順應天理，奠定巨大的功業，平定九州，沒有人不清楚的。您的功勞比伊尹、周公還高，但賞賜比齊太公、晉文公少，我感到很慚愧。我以此渺小之身，居在億萬百姓之上，常常憂慮執政的艱難，如臨深淵，如履薄冰，如果沒有您的輔助，我定不能勝任。現在把冀州的河東、河西、魏郡、趙國、中山、常山、鉅鹿、安平、甘陵、平原共十個郡縣都賞給您，封您為魏公。賜給您用白茅草包的黑土，您可以去燒龜占卜，修建魏國的宗廟社稷。從前在周朝時，畢公、毛公都曾入朝作公卿，周公、邵公不但在朝中作太師、太保，也在外作一方之伯。內外兼職，對於您是非常合適的，您仍以丞相的身份兼任冀州牧。另賜給您九錫，您敬聽我的命令。因為您制定禮制法律，給百姓規定行為規範，使他們遵紀守法，沒有人懷有二心。所以賜給您金輅車、戰車各一輛，黑紅色的公馬八匹。因您教導百姓們互相幫助、崇本務農，使農民努力耕織，積蓄了大量的糧食和布帛，國業興旺發達，所以賞給您繡龍的禮服和禮帽，配上一雙紅色的鞋子。因您推崇謙虛禮讓的美德，使百姓們效仿實行，老少之間互相禮讓，上下之間彼此和睦，所以賞給您三面懸掛的樂器，用六隊三十六人的舞蹈。因您以教令感化百姓，遠達四方，使邊遠不發達民族都洗心革面，中原地區更加充實富有，所以賜給您紅門的房子。因您研究先王的智慧，思考連堯帝都為難的事情，選擇官員只看其有無才德，凡優秀人才一定被舉薦，所以賜給您上殿登階的權力。因您執掌國家大權，為政莊嚴，不偏不倚，即使有一絲一點的惡行，也要加以斥責和黜退，所以賜給您三百名勇士。因您小心謹慎的督察刑罰，公佈揭露那些罪犯，凡觸犯國家法律的，沒有不被懲處的，所以賜給您鐵、鉞各一件。因您高瞻遠矚，旁觀八方，征討亂臣賊子，捍衛四海平安，所以賜給您紅色的弓一張，紅色的箭一百支，黑色的弓十張，黑色的箭一千支。因您以溫良恭儉為根本，以孝順雙親、友愛兄弟為美德，聰明、守信、篤實、忠誠，感動了我的心，所以賞給你美酒一卣，還配玉製的鉤子一把。魏國可以設定丞相以下的百官，都像西漢初年各諸侯王的建制一樣。望您到魏國後，恭敬地服從我的命令，選拔、安撫您的部下，隨時明察政事，完成您的偉大功德，弘揚漢高祖宏偉的事業！”
這年七月，開始修建魏國的社稷和宗廟。漢獻帝聘娶了曹公的三個女兒，封他們為貴人，其中年紀最小的暫時留在魏國，等長大後再進宮。九月，曹公修築金虎臺，開鑿渠道，把漳河水引入白溝，流入黃河。十月，把魏郡分為東西兩部分，設定都尉。十一月，魏國開始設定尚書、侍中、六卿等官職。
馬超在漢陽郡，又依靠羌人和其他少數民族作亂，氐王千萬，也叛變響應馬超，他們駐守在興國。曹公命夏侯淵討伐他們。
建安十九年（214）正月，曹公開始親耕籍田。南安郡趙衢、漢陽郡尹奉等人率兵討伐馬超，殺了他的妻子兒女，馬超逃往漢中。韓遂遷移到金城，進入氐王千萬的部落裡，率領羌族一萬多騎兵與夏侯淵交戰，被夏侯淵打得大敗，韓遂逃往西平郡。夏侯淵與眾將一同進攻興國，屠戮金城。撤銷了安東、永陽兩郡。安定郡新任太守毋丘興要赴任，曹公告誡他說：“羌族想與中國往來，自會派人前來，注意千萬別派人前去。好人難得，壞人一定會教唆羌族求得非分之物，以便自己從中漁利，要是不答應，就是不領受他們的好意，要是答應了，於國不利。”毋丘興上任後，派校尉到羌人那裡，範陵果然唆使羌人，請求自己作屬國校尉。曹公說：“我預知事情一定會這樣，這不是因為我是先知的聖人，只是經歷的事情多罷了。”
三月，漢獻帝把魏公的地位遷升到諸侯王之上，改授給他金印章、紅色綬帶和遠遊冠（三者皆東漢諸王之制）。
七月，曹公出軍討伐孫權。
當初，隴西郡宋建自稱河首平漢王，在木包罕聚眾為亂，改年號，設百官，已有三十多年了。曹公派夏侯淵從興國發兵征討他。這年十月，攻佔木包罕縣城，殺死宋建，涼州被平定。
曹公從合肥還軍鄴城。
十一月，漢獻帝皇后伏氏因從前給她做屯騎校尉的父親伏完的一封信而犯罪，信上說獻帝因董承被殺而怨恨曹公，言辭十分惡毒，被發覺後，伏氏被取消皇后稱號，處以死刑，她的兄弟也被誅殺。
十二月，曹公到達孟津。漢獻帝命曹公出行時設定和皇帝一樣的先驅騎兵，宮殿中擺設刻著猛獸的鐘磬大架。十二月十九日，曹公下令說：“有德之士，未必能夠上進；上進之士，未必都能有德。陳平難道有德嗎？蘇秦難道守信嗎？但陳平奠定了漢朝的基業，蘇秦卻輔佐弱小的燕國渡過難關。由此而論，才智之士即使有缺點，難道就不能重用嗎？各級官府要仔細考慮，弄清這一點，那麼，有才能的人就不致被遺漏，不致不被提拔。”又說：“刑罰，有關百姓的生命，如果軍隊中主管刑獄的官員有不稱職的，卻把三軍將士生死之大權委任給他，我非常害怕。應該選用通曉法律的人，讓他主持刑罰。”因此又設定曹掾屬之職。
建安二十年（215）正月，漢獻帝把曹公的二女兒立為皇后。撤銷雲中、定襄、五原、朔方四郡，各郡設一縣治，合併四縣為新興郡。
三月，曹公西征張魯，抵達陳倉縣，準備從武都郡進入氐族部落；氐族人擋住道路，曹公派張合、朱靈等人進攻並擊敗他們。
四月，曹公從陳倉出發，經大散關，到達河池縣。氐王竇茂帶領手下一萬多人，自恃地勢險要，並不服從，五月，曹公向他們發動進攻，將他們全部誅殺。西平、金城將領麴演、蔣石等人一起殺了韓遂，把他的首級獻給曹公。
七月，曹公到達陽平。張魯讓他的弟弟張衛和部將楊昂佔據陽平關，沿山腰修築十多里長的城牆，曹軍難以攻克，便撤軍而走。賊兵見曹公領兵退走，便解除了這裡的防備。曹公暗中派解忄剽、高祚等人冒險乘夜偷襲，把敵軍打得大敗，殺了將領楊任，又攻打張衛，張衛等人連夜逃走。張魯潰不成軍，逃往巴中。曹公大軍進入南鄭縣，張魯府庫中的珍寶全被繳獲。巴郡、漢中郡全部投降。把漢寧郡的名稱恢復為漢中郡；劃出漢中郡的安陽、西城新設西城郡，設太守；分設錫郡、上庸郡，設定都尉。
八月，孫權圍攻合肥，被張遼、李典擊敗。
九月，巴郡的七姓夷王樸胡、宗貝邑侯杜濩率巴地夷人和宗貝民前來歸附，於是把巴郡分為東西兩部分，讓樸胡作巴東太守，杜砆作巴西太守，都封為列侯。漢獻帝命令曹公依天子之意，分封任命諸侯、太守、國相。
十月，開始設定直到五大夫的各種爵位，與以前的列侯、關內侯加在一起共六等，用來封賞有戰功的人。
十一月，張魯從巴中率殘部來降。曹公封張魯及其五個兒子為列侯。劉備襲擊劉璋，奪取益州，佔領巴中；曹公派張郃前去征討。
十二月，曹公自南鄭返回，留下夏侯淵駐守漢中。
建安二十一年（216）二月，曹公回到鄴城。三月初三，他親自到籍田中耕種。五月，漢獻帝又加封曹公為魏王。代郡烏丸代理單于普富盧和部下的侯王來朝見漢獻帝。獻帝封魏王的女兒為公主，並賜給她湯沐為食邑地。七月，匈奴南單于呼廚泉率領他的名王來朝賀，魏王用客禮款待他們，並留他們住在魏國，讓右賢王去卑監管他們的國家。八月份，魏王任命大理鍾繇擔任魏國國相。
十月，魏王訓練軍隊，然後征伐孫權，十一月到了譙縣。
建安二十二年（217）正月，魏王駐軍居巢，二月進軍，駐紮在江西郝溪。孫權在濡須口修築城牆抵抗，魏王率軍猛攻，孫權敗退奔走。三月，魏王帶兵返回，留下夏侯惇、曹仁、張遼等人駐守居巢。
四月，漢獻帝命令魏王使用皇帝專用的旌旗，出入時和皇帝一樣加強警戒，清理道路上的行人。五月，建造學宮。六月，魏王任命軍師華歆作魏國的御史大夫。
十月，漢獻帝命令魏王冠冕上用只有皇帝才能用的十二根玉串，乘坐特製的金根車，套著六匹馬，配著五彩從車；同時，獻帝還任命五官中郎將曹丕為魏王的太子。劉備派張飛、馬超、吳蘭等人駐守下辯；魏王令曹洪迎擊他們。
建安二十三年（218）正月，漢朝太醫令吉平與少府耿紀、司直韋晃等密謀反叛，偷襲許都，火燒丞相長史王必的兵營，王必和潁川典農中郎將嚴匡帶兵討伐，將他們都誅殺了。
曹洪擊敗吳蘭，殺了他的部將任夔等人。三月，張飛、馬超逃往漢中，陰平道氐族人強端殺了吳蘭，獻上他的首級。
四月，代郡、上谷烏丸族無臣氐等人反叛，魏王派鄢陵侯曹彰領兵征討並擊敗了他們。
六月，魏王下令說：“古代喪葬，一定要用貧瘠的土地。如今我把西門豹祠以西的高原地帶劃為墓地，就照原來的地基的高度，不再培土加高，也不種樹。《周禮》上說由冢人掌管國家墓地，所有的諸侯葬在王墓左右靠前的地方，卿大夫葬在後面，漢朝的制度稱之為陪葬。凡是公卿大臣和眾將有功之人，都應在壽陵陪葬，要擴大墓地的範圍，讓它足能容下眾人。”
七月，魏王操練士兵，然後西征劉備，九月，到了長安。
十月，宛城守將侯音等人反叛，擒獲南陽太守，搶劫官吏和百姓，據守宛城。當初，曹仁征討關羽，駐紮在樊城，當月派曹仁包圍了宛城。
建安二十四年（219）正月，曹仁攻破宛城，侯音被斬首。
夏侯淵與劉備在陽平開戰，被劉備誅殺。三月，魏王從長安出兵經過斜谷，派出先頭部隊扼守險要之處向漢中進軍。劉備倚仗險要地勢頑抗。
五月，魏王回師長安。
七月，魏王的夫人卞氏被立為王后。魏王派于禁協助曹仁攻打關羽。八月，漢水氾濫，淹灌了于禁的軍隊，全軍覆沒後，于禁被關羽活捉，關羽乘機包圍了曹仁。魏王派徐晃去救援。
九月，魏相國鍾繇因為西曹掾魏諷謀反而被罷免。
十月，大軍回師洛陽。孫權派使者來送信，希望征討關羽以示自己的忠心。魏王從洛陽發兵南征關羽，大軍還未到，徐晃向關羽進攻，並將他打敗，關羽逃走，曹仁被解圍。魏王在摩陂駐下。
建安二十五年（220）正月，魏王到洛陽。孫權打敗關羽並將他斬首，獻上了他的首級。
正月二十三日，魏王在洛陽去世，終年六十六歲。臨終時說：“天下還未安定，不能遵循古代的舊制。下葬以後，即便除去喪服。凡是帶兵在外戍守的將領，都不準離開駐守之地。官吏們要各盡其職。裝殮用當時所穿的衣服，不要放金銀珠寶作陪葬。”魏王諡號為“武王”。二月二十一日，安葬在高陵。
評曰：東漢末年，天下大亂，群雄四起，袁紹虎視四州，兵強地廣，無人能敵。太祖運籌帷幄，高瞻遠矚，東征西討，足跡遍九州，運用申不害、商鞅的治國之方，兼採韓信、白起的奇謀妙策，視才授官，剋制自己的感情，不計私怨，最終能夠總攬朝政大權，完成建國大業，是因為他的聰明才智超出常人的緣故。他也真可以稱得上是一個非凡的人物，超絕一世的豪傑吧！
