在曹軍後方護衛嚴密的本陣內，曹操踩在馬鐙上揚首四顧，隻見西涼軍兩側煙塵滾動，呂布則領主力直取自己中軍，心想這番做作已經足夠，當即拔劍下令道：“全軍聽令，後軍轉為前軍，全速撤退！”
曹軍飛奔著撤退了數十裏，逶迤將追兵誘入一段山穀之中，此時擂木滾石齊下，壘斷兩端穀口，呂布與數千西涼騎兵前進不能，後撤無路，四周都是陡峭的岩壁，已成插翅難飛之局。
正在呂布惶急的指揮軍士搬移障礙之時，低沉的號角聲響起，埋伏於山上的曹軍弩手紛紛現身，張弓搭箭，對準了穀中的西涼兵將。曹操的帥旗高高豎起，在山崖頂端飄揚，曹操在旗下向呂布遙遙施禮道：“漢丞相曹操，敬問仲氏安國大將軍呂奉先閣下安好！”
呂布勉力勒住狂躁不安的坐騎，高聲向曹操發問道：“曹……丞相，今日在下誤中埋伏，不知丞相意欲何為？”
曹操麵無表情的道：“呂大將軍此問實在可笑。仲氏與大漢互為敵國，呂大將軍既受仲氏皇帝冊封，理應明白在下沒有將將軍看做漢室的臣子，並且欲在此地將將軍除之而後快的心情。”
呂布聽曹操言語不善，不禁局促起來，強笑道：“丞相說笑了。呂布一日不敢忘記自己漢臣的身份，罪臣呂布參見曹丞相。”
“呂大將軍既然稱呼自己為罪臣，那麼就是說呂大將軍也知道自己的所作所為有對不起漢室的地方。”曹操長歎了一聲，“大將軍有此覺悟，就更應該理解明白在下沒有將將軍看做漢室的臣子，並且欲在此地將將軍除之而後快的心情了。”
“罪臣知道自己罪行深重，求丞相寬宏大量，給罪臣一個戴罪立功的機會。今後罪臣願為丞相驅策，萬死不辭！”呂布見曹操臉色陰晴不定，又提高聲音大喊道：“丞相，若罪臣為您臂助，平定天下指日可待，還請丞相明察！”
曹操聽了心中頗為意動，一時沉吟不決，郭嘉在曹操耳旁低聲道：“呂布世之猛將，天下無雙，主公若能善用之並慎防之，則可允其歸降；若不能，不如殺之以除後患。”
曹操沉默良久，微微歎息一聲，舉手揮下。
“養虎於臥榻之旁，終究還是太過危險！”
建安二年三月，在孫策付出慘重代價奪取廬江的同時，曹操與呂布做了最後的交鋒。這場戰役中，漢末的飛將、天下無雙的呂布被射殺於兗徐交界的山穀中，陳宮及呂布的家眷則不知所蹤。在曹操砍下呂布頭顱，傳首徐州之後，徐州的守軍頃刻土崩瓦解，臧霸、魏續、宋憲、侯成等將領投降，曹操終於如願以償的將徐州納入囊中。
但是，在袁術南北兩路守軍接連失利，兵力損失至幾乎完全無法防禦壽春的情形下，駐紮於廬江的孫策和屯兵於徐州的曹操均沒有選擇繼續進軍。
孫策在廬江一戰中主力損失嚴重，亟需補充兵源，加之新取得的郡縣人心不穩，不得不暫作停駐。曹操出於相同的考慮，隻是命夏侯淵領兵向前，與袁術派來防禦北線的紀靈成對峙之勢，其他主力則屯駐徐州，整修工事，收攬民心。