又过了一日，袁谭听闻曹操在袁绍坟前自领冀州牧，这表明曹操已经不可能将冀州牧的职位授予他，且郭图断言曹操这般定是准备卸磨杀驴。
袁谭恐惧之下，趁曹操不注意，领收降到的三万原袁尚兵马逃离冀州城，掳掠渤海、乐章等地。
袁谭复叛，曹操并不在意，他攻占冀州城后，的确准备要袁谭和郭图的命，袁谭复叛正好给了他借口。
让大军在冀州城内休整了十日后，加上关中传来消息，刘宇重兵攻羌、氐，势在如灭匈奴一样，欲彻底灭掉羌、氐二胡，数月内都不可能东出威胁许都，曹操放心了，便继续率军追歼袁谭，袁尚、袁熙、高干等。
为了赶在刘宇灭掉羌、氐之前攻占整个河北，曹操兵分三路，一路攻打并州，一路围歼袁谭，一路直取冀州北部和幽州，攻打袁尚、袁熙。
首先是袁谭，为了抵挡曹军，竟不顾百姓死活，驱大量百姓冲击曹军，致使百姓死伤无数，民心尽失之下，被部将叛变，打开城门，袁谭惨败，与郭图一同被俘，后被曹操下令斩杀。
其二是袁尚，曹操亲领二十万大军，前至中山国大败袁尚，将其逼逃往幽州，冀州十三郡皆被曹操占领。
而后，曹操率领大军追着袁尚杀进幽州，袁尚、袁熙怎挡得住曹操，被曹操打得节节败退，不得不弃幽州，北投乌恒去了，曹操攻占幽州。
最后，曹仁、于禁攻并州，也在壶口大败高干，很快攻占并州，高干往南败逃，欲去关中投刘宇，但未入关中便被跟随的部将叛变斩杀，将其头呈给了曹操。
冀、幽、并三州皆被曹操攻占，因无郭嘉劝解，曹操并没有追去燕山以北攻打乌恒，加上听闻关中刘宇已经彻底平定羌、氐二胡，害怕刘宇东出威胁许都，曹操下令还师许都，终未能彻底解决袁熙和袁尚。
曹操才刚渡过黄河，青州那边也传来消息，夏侯渊等攻下青州，至此前后历时近五个月，曹操连并冀、幽、青、并四州，势力和实力皆大增。
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