袁、曹相持數月，雙方軍糧將盡，但袁軍的補給軍糧不斷運來。戰事曠日持久，對曹軍顯然不利，利在早日決戰，速戰速決。而銷毀袁軍軍糧，破壞阻撓其運糧，對奪取最後勝利至關重要。荀攸根據可靠情報，向曹操建議說：“袁紹的運糧車即日可到，護糧將領韓猛恃勇輕敵，派將突襲，定可取勝。”曹操問：“可派誰前往？”荀攸胸有成竹地推薦：“徐晃可當此任。”曹操乃派徐晃和史渙率軍截擊，大破韓猛，將其輜重數千車燒掉。十月，袁紹謀士許攸來降，密報曹操說，袁紹派淳於瓊等率軍萬餘，迎護運糧車，屯於烏巢（官渡東北約四十裏外）。建議乘其將驕兵惰，前往偷襲，定可成功。此計如同釜底抽薪，能從根本上削弱袁紹，動搖其軍心。但是眾人皆疑，不敢輕信，唯有荀攸和賈詡力勸曹操采納許攸的建議。曹操同意，遂留荀攸和曹洪守衛官渡大營，自率精騎五千，連夜前往烏巢，大破袁軍，陣斬淳於瓊。被袁紹派去進攻曹洪的張郃、高覽得知淳於瓊兵敗，遂向曹軍投降，但曹洪疑其有詐，不敢受降。荀攸說：“張郃受袁紹猜忌，計謀不被采用，憤而來降，此有何疑？”原來，荀攸對袁紹主要將領、謀臣的情況，了解得清清楚楚，對袁氏集團的內部矛盾了如指掌，故而能準確地判斷張郃、高覽投降是真，並非行詐。曹洪這才放心受降。袁紹見大勢已去，遂棄軍逃走。從此一蹶不振，實力漸衰，憂懼成疾，發病嘔血，於建安七年（公元202年）五月死去。
乘亂平兩袁
袁紹死後，小兒子袁尚繼承了父位。而長子袁譚，自號車騎將軍，屯黎陽（故治在今河南省浚縣東北）。
建安八年（公元203年）三月，曹軍猛攻黎陽城，兩袁被迫出戰，被打得大敗，隻得連夜逃走。四月，曹操追至鄴城下，因城堅難攻，遂於五月還許，留賈信屯守黎陽。八月，曹操以“欲擒故縱”之計，放棄兩袁不攻，而做出遠征劉表的姿態，軍於西平。袁氏兩兄弟在曹操大軍壓境的危機之時，尚能暫彌裂痕，合力抗曹，一旦曹軍離鄴城南下，內訌即起，爭奪冀州，相互攻擊。袁譚失敗，退保平原，袁尚猛攻不輟。袁譚危在旦夕，隻得派遣辛毗向曹操乞降求援。曹操征求大家的意見，左右都以為劉表勢力強盛，宜先平定。袁譚、袁尚敗軍之餘，不足為憂。荀攸卻認為：“天下正是多事之秋，群雄逐鹿，較智量力。而劉表坐保長江、漢水之間，無所事事。其無四方之誌，顯而易見。袁氏據四州之地，帶甲之士十萬。袁紹經營多年，其勢盤根錯節，如果他的兩個兒子能和睦相處，守其成業，那麼天下之難，一時難以平息。如果並為而一，專力對外，也是難以對付的。現兄弟遘惡，勢不相立，正是天賜良機，正應乘其內亂，迅速平定兩袁，統一天下，就穩操勝券了。機遇難得，不可失也。”荀攸依據對各派軍事勢力集團的曆史和現狀的分析，確立了平定兩袁先於平定劉表、重於平定劉表的戰略思想，同時又提出了把握時機、利用其內亂的戰術思想，這是十分高明的謀略。曹操聽了他的精妙分析，連連稱“善！”並說：劉表是“自守之賊也，宜為後圖。譚、尚狡猾，當乘其亂”。表明了先平兩袁、後圖劉表的用兵順序及平兩袁時乘亂用兵的戰術指導思想。這是對荀攸平兩袁的謀略思想的肯定和讚同。
促使、擴大和利用敵人的內亂以取勝，是曆代軍事謀略家十分重視的謀略思想。孫子就曾說過“亂而取之”。荀攸熟諳兵法，又知己知彼，深知及時對河北用兵，是乘亂取勝的極好時機。曹操“心有靈犀一點通”，立即領悟了其中的奧妙。於是計議遂定，馬上答應袁譚的請求，立即率軍還擊袁尚。曹操為了籠絡袁譚，還與他結為兒女親家。袁尚得知曹軍北來，慌忙放棄對平原的包圍，撤軍還鄴。建安九年（公元204年）二月，袁尚留審配等守鄴城，自率軍攻袁譚。曹操率大軍至，圍攻鄴城。五月，決漳水灌鄴，城中被淹乏糧，餓死者過半。七月，袁尚還救鄴城被曹軍擊敗，逃向中山。八月，曹軍破鄴城，審配被殺。袁譚受援脫險後，乘機略取地盤，擊走袁尚，並其兵眾。曹操責其負約，與之絕婚，率軍來攻。袁譚棄平原，逃征南皮。建安十年（公元205年）正月，曹軍攻南皮，從早晨至日中，連攻不克。曹操“乃自執桴鼓，士卒鹹奮，應時破陷”。城破之後，袁譚被俘斬首，冀州平定。袁尚等無處安身，隻得投降三郡烏丸。建安十二年（公元207年），曹操一鼓作氣，遠征三郡烏丸。袁尚等又逃奔遼東。九月，曹操自柳城凱旋而歸。遼東太守公孫康，斬送袁尚等人首級。至此，河北袁氏勢力被徹底掃除，荀攸乘亂平二袁的謀略完全實現。