沮鹄率军前来迎战张辽。两人交战不到三个回合，沮鹄就大败，张辽紧追不舍。两马相距不远时，张辽急取弓箭射之，沮鹄应弦落马。曹操指挥大军掩杀过去，敌军纷纷奔逃。于是，曹操率领大军前进到冀州城下。曹洪已经接近了冀州城。曹操命令三军绕城筑起土山，并暗中挖掘地道来攻城。审配设计坚守冀州，法度严明。然而，东门守将冯礼因酒醉疏忽了巡察，被审配严厉责罚。冯礼心怀怨恨，偷偷地出城投降了曹操。曹操询问他破城的策略，冯礼说：“突门内土厚，可以挖掘地道进入。”于是，曹操命令冯礼带领三百名壮士，在深夜挖掘地道潜入城中。
然而，自从冯礼投降之后，审配每晚都亲自登上城楼点视军马。这一夜，他在突门阁上望见城外没有灯火，便说：“冯礼必定引兵从地道进入了。”他急忙召唤精兵搬运石块来击打突闸门。结果，突闸门关闭，冯礼和三百名壮士都死在了地道里。曹操损失了这一批人马，于是放弃了地道之计，将军队撤退到洹水之上，等待袁尚回兵。
袁尚在攻打平原时，听说曹操已经击败了尹楷、沮鹄，并且大军围困了冀州，于是他急忙撤军回救。部将马延建议说：“如果走大路，曹操必定设有伏兵。我们可以走小路，从西山出滏水口去袭击曹营，这样一定能解围。”袁尚听从了他的建议，亲自率领大军先行，命令马延和张顗断后。然而，早有细作将这个消息报告给了曹操。曹操说：“如果他们从大路上来，我们就避开他们；如果他们从小路来，我们就可以一战擒获他们。我料定袁尚一定会举火为号，让城中接应。我们可以分兵两路去截击他们。”于是，曹操做好了分兵截击的准备。
果然，袁尚出了滏水界口，向东到达阳平，在阳平亭屯军，离冀州只有十七里远，一边靠着滏水。他命令军士堆积柴薪干草，到了夜晚就焚烧为号，然后派遣主簿李孚扮作曹军都督，直到城下大叫开门。审配认得是李孚的声音，就放入城中，并告诉他：“袁尚已经陈兵在阳平亭等待接应我们。如果城中兵出我们就可以举火为号。”审配又教城中堆草放火来传递信号给袁尚。李孚说：“现在城中没有粮食了我们可以让老弱残兵和妇女出城投降他们必定不会防备然后我们再以精兵跟随百姓之后出击攻打他们。”审配听从了他的建议。
次日城上竖起了白旗上面写着“冀州百姓投降”。曹操看到后说：“这是因为城中没有粮食了所以才让老弱百姓出来投降后面必定会有兵士跟出来。”于是曹操命令张辽、徐晃各引三千军马埋伏在两边。曹操自己骑着马张着麾盖来到城下。果然看到城门打开处百姓们扶老携幼手持白旗走出来。等百姓都走完了城中的兵士才冲出来。曹操将红旗一挥张辽、徐晃两路兵马齐出乱杀一通城中的兵士只得又退回城里去。曹操亲自飞马赶来吊桥边但城中的箭如雨下射中了曹操的头盔差点穿透他的头顶。众将急忙将他救回阵中。
曹操更衣换马后再次引领众将前来攻打袁尚的营寨袁尚也亲自出来迎战。这时各路军马一齐杀到两军混战在一起袁尚大败而逃。他带着败兵退到西山下扎寨并派人去催取马延、张顗的军队来增援。然而他不知道的是曹操已经派吕旷、吕翔去招安了这两位将军他们二人已经随同二吕投降了曹操曹操也封他们为列侯。
当天曹操就进军攻打西山首先派二吕以及马延、张顗去截断袁尚的粮道。袁尚知道西山是守不住了于是在夜晚逃往滥口。然而他还没有安顿下来四下里就火光冲天伏兵齐出他们来不及穿上盔甲马也来不及备上马鞍。袁尚的军队大败逃走了五十多里路势穷力竭只得派遣豫州刺史阴夔到曹操的营中请求投降。曹操假装答应了他的投降请求然而却连夜派张辽、徐晃去偷袭袁尚的营寨。袁尚只好抛弃了所有的印绶、节钺、衣甲以及辎重逃往中山方向。
曹操回军继续攻打冀州。许攸建议说：“为什么不决开漳河的水来淹没冀州呢？”曹操采纳了他的建议，先派遣军队在城外挖掘壕沟，周围长达四十里。审配在城上看到曹军在城外挖沟，但挖得很浅，于是暗笑：“这是想决开漳河的水来灌城。但如果壕沟挖得这么浅，又有什么用处呢？”因此他没有做防备。然而，当夜曹操增加了十倍的军士，并力挖掘，等到天明时，壕沟已经挖得又广又深，达到了二丈，然后引漳水灌入城中，城中的水深达数尺。更糟糕的是，城内的粮食也已经断绝，军士们都饿死了。
辛毗在城外，用枪挑着袁尚的印绶衣服，招安城内的人。审配看到后大怒，将辛毗的家属老小八十余口，就在城上斩首，并将头颅扔下城来。辛毗痛哭不已。审配的侄子审荣，平素与辛毗交好，看到辛毗的家属被害，心中怀恨，于是秘密写了献城的信，拴在箭上，射下城来。军士捡到后献给辛毗，辛毗又将信献给了曹操。曹操先下令：如果进入冀州，不得杀害袁氏一门老小，投降的军民也免死。
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