第二天，袁谭听从郭图的意见，驱赶百姓在前，亲率大军跟在后面，出城与曹军决战。两军混战，从早晨杀到中午，遍地都是尸体。
曹操见迟迟不能打败袁谭军，便弃马上山，亲自击鼓。曹军将士看见后，奋力向前，终于打败了袁谭军，百姓被杀者无数。
袁谭被曹洪乱刀砍死于军中，郭图被乐进一箭射死，曹操引兵入南皮城，安抚百姓。平定了袁谭之后，曹操便率军前往壶关口，令吕旷、吕翔使出诈降计打败了高干。高干本想去投奔匈奴左贤王，却不被接受，高干无路可去，只好调头打算去投刘表，结果走到上洛的时候被王琰杀死。
袁尚和袁熙见大势已去，放弃了幽州，逃到辽西投奔乌桓了，幽州刺史携幽州众官员投降了曹操。
曹操至此便平定了愿属袁绍的冀州、青州、并州和幽州，总算是初步统一了北方，收获了大量士兵和将领。
虽然袁氏集团已经覆灭，但袁尚和袁熙还活着，本着斩草除根的想法，曹操便召集众人商讨攻打乌桓，将袁氏彻底灭绝。
曹洪说道：“袁熙和袁尚兵败将亡，手下也没有兵马了，现在远逃到沙漠里，已经没有什么威胁了。如果我们大军往西走得太远，假如刘表和刘备偷袭许都，我们来不及救援啊！我看还是先班师回朝的好。”
有不少其他将领也认同曹洪的话。
郭嘉则说道：“你们说得都不对！主公虽然威震天下，但沙漠里的那些乌桓人觉得自己离中原较远，我们不方便攻打他们，所以肯定不设防备。如果我们乘其不备，突然袭击他们，肯定能击败他们。而且袁绍在时，曾对乌桓有恩，袁尚和袁熙可是袁绍的儿子，不可不除呀！那刘表只会坐谈，而且知道自己的才能不足以驾驭刘备，如果重用了刘备怕不能控制。如果刘表不重用刘备，以刘备的根基他也没有什么作为。所以即使后方空虚，主公也可大胆的进兵就是了！”
曹操说道：“奉孝说的很对啊！”于是率领三千精锐士兵，数千辆运输车，向前进发。
但见黄沙漠漠，狂风四起，道路崎岖，人马难行。曹操一看这路太难走了，若是前面精锐走得快了，后勤补给跟不上啊，于是便后撤退的想法，询问了郭嘉的意见。
郭嘉此时因水土不服，卧病躺在车上，曹操哭着说：“只因我要平定沙漠，才使奉孝历尽艰辛走了这么多路，以致于染病在身，我心中不安啊！”
郭嘉感动地说道：“某感激主公的知遇之恩，虽死不能报万一啊！”
曹操又道：“我见此地崎岖，想撤回去，你看怎么样？”
郭嘉道：“主公，兵贵神速啊，现在奔波千里袭击敌人，辎重太多行动不便，不如只率精锐士兵从小道而走，攻其不备。但需要一个认识路的人为向导。”
于是，曹操把郭嘉留在易州养病，使田畴为向导，张辽次之，曹操亲自押后，率几千轻骑自小道前进。
