再说曹操听从了许攸之计，加固了官渡大营的防守，并命夏侯惇、路昭带兵一万埋伏在左；曹仁李典一万带兵伏于右面，防备袁绍派兵偷袭官渡大营。
亲自带精兵一万五千，令许褚，夏侯渊在前，于禁，乐进在后，操自率众将居中，打着袁军旗号，突然袭击了乌巢，焚烧了袁绍七十万大军的粮草。那高览等人奉袁绍之令，带三万余人强攻官渡大营，欲使曹操撤回袭乌巢之兵。
高览等人与守营士兵战成了胶着状态，这时忽闻一炮响，惊天彻地，左边夏侯惇等带人杀入，右边曹仁带兵攻来，守营士兵也大开营门，三方夹攻，高览等抵挡不住，只有收集败兵回营。
由于夜袭官渡大营是郭图岀的主意，当他得知官渡兵败之后把责任推到高览等人身上，是高览等是敷衍了事，没有用心攻敌，而且听说在要破营门之时突然撤军，才让这次行动失败。袁绍大怒，便确定了高览等人回来时立刻诛杀他们。
但郭图私下认为这样做很不地道，对不住高览等人，他派人把袁绍要杀高览等人的计划告诉了他们，并让他们事先准备，当袁绍派行者召他们回营时，高览立刻杀了使者，带领众人投降的曹操。
由于乌巢粮食辎重被焚烧了，许攸，高览都人的投降，袁绍的威势已去，从此走向了低谷。
官渡之战是汉末三国时期的第一次大规模的战争，在拍摄电视剧三国演义时，光是部队都动用了一个师的兵力来加以拍摄，可见规模是何等之大！
为了抬高一方与打压一方。罗贯中把袁绍的兵力抬升到了七十多万，而把曹操的兵力压缩到七万，这是历代军事史上都很少见的。即使精减到最低数字都是五比一。
相关历史记载，官渡之战袁绍是实际数字是十万大军，而曹操的人马也在二致三万左右。官渡之战袁绍失败的原因是由几个因素凑成的。第一，统帅的对决
袁绍与曹操的不同，政治上
袁绍，出身四世三公门弟，门生故吏遍布天下，他声望高，人脉广。但是性格优柔寡断，不能把握时机，让曹操得到了“挟天子以令诸侯”的优势。
曹操，出身于宦官门下，政治上没有袁绍突岀，但他具有政治远见，抢先迎奉汉帝，以“挟天子以令诸侯”取得了政治上的优势，为政治上和军事上提供了合法性和正当性。
二，军事上
袁绍逐渐占领占青，幽，冀，并四州，有众一二十万兵力，罗贯中为了故事情节的需要，把他夸张到有近百万大军，光是官渡之战就出动了七十五万。
但他的军事指挥能力不足，不是充分利用自己的优势，用兵迟缓，缺乏机动，并且判断失误，错失战机；
曹操也拥有徐州，兖州，但主要是他的军事能力极强，单看他的军事着作《孟德新书》就能说明他在军事上的成就。他善于用兵，不拘一格，灵活多变。能够通过战场上的形式来调整战略部署，并且治军严明，赏罚必行。部下将士作战勇猛，战斗力极强。
三，用人方面
袁绍，傲慢自大，不能听取他人意见，好面子。容易被人蒙蔽，对忠正谋士的建议不及分析利弊采纳利用，导致了内部矛盾重重，各自争宠，互不相让。
曹操，多疑的性格让他能够综合考虑帐下文武的建议，能择其善者而从之，能做岀正确的选择。
四，经济方面，
袁绍的统治区域实力雄厚，人口众多，物产丰富。能够为军事行动提供一定的物质保障。但袁绍在管理以及发展方面，缺乏有效的措施和长远规划，无法充分的发挥经济上的优势。
曹操则与他不同，他推行了屯田制度，并且重视经济发展。并兴修水利，促进了农业生产。保障了粮食供应，为军队的补给和社会的稳定奠定了基础，使综合实力得到了提升。
五，谋士方面，
袁绍并非没有好的谋士，但他们没团结一致的契合，而且各自争宠，极力抬高自己，打压他人。
曹操内部团结，比如一个谋士提出了一个方案，其余的人会聚在一起分析整个方案的实施，尽力的补足了这个方案的缺失。而让决策者能毫不犹豫的实施计划。
六，武将方面
袁绍的武将方面统于决策者不会利用他们的伏势，让他们单独行动，达不到抢团取暖的目的。比如白马和延津就轻易的失去了猛将颜良，文丑。乌巢一战更是让高览等人投到对方帐下。
曹操则与他相反，由于正确的决策，使各个武将都发挥出他们的实际实力，使战略规划得到了完满的成功。
高览等人投降了曹操之后，自请为先锋带兵偷袭自己曾经的大营，当夜三更时分，曹兵分三路杀进了袁绍的大营，一直杀到大天亮才各自退兵。曹兵退后，袁绍令人清点了人马，发觉损失过半。
荀攸又献计让曹操诈言要分兵取一取酸枣，攻取邺郡；另一路去取黎阳，截断袁兵的归路，袁绍听了不辨真假，马上就令长子袁谭带兵五万去救邺城；令辛明带兵五万去守黎阳，并且叫他们连夜动兵。