建安九年（204年）正月，曹操渡过黄河。
为进攻袁尚盘踞的邺城（今河北邯郸市临漳县西南），曹操命令军士修通白沟，以便运输军粮。
白沟为一小河，在今河南浚县西，发源处靠近淇水（今河南北部，古为黄河支流），东北流下接清河（古水名，源出今河南安阳市内黄县南）。
曹操派人疏通白沟，在淇水建造堰堤，引淇水入白沟，加大河水水量，使其能通航运粮。
白沟修成后，接通淇水和清河，成为黄河以北地区的水运干道。
二月，袁尚留部将审配、苏由镇守邺城，自己又率军到平原去进攻袁谭。
曹操进军到洹水（河南省北部河流，又名安阳河，源出林州市，流经安阳市至内黄县，入卫河），苏由打算为曹操作内应，因密谋泄露，就出城投奔曹操。
曹操大军到达邺城后，上筑土山，下挖地道，发动进攻。
袁尚委任的武安县县长尹楷驻军毛城（今河南武安西），以保护通向上党的粮道。
四月，曹操留曹洪继续攻打邺城，自己则亲自率军进攻毛城，击败尹楷，切断从并州向邺城运送粮食的通道。
又去进攻镇守邯郸（今河北邯郸市）的袁尚部将沮鹄，攻陷邯郸。
易阳县（今河北永年县东南）县令韩范、涉县（今河北涉县西北）县长梁岐都献出县城，投降曹操。
徐晃对曹操说：“袁氏兄弟还未被打败，未归降的诸城都在侧耳倾听，应该表彰奖赏这两个县的官员，为那些城作个榜样。”
曹操听从了，将韩范、梁岐都封为关内侯。
黑山军首领张燕派使者来拜见曹操，请求允许派军协助曹操，进攻袁氏兄弟。
曹操委任他为平北将军。
五月，曹操毁去土山、地道，开凿四十里壕沟，包围邺城。
为了迷惑敌人，顺利完成挖掘，曹操命军士最初把壕沟挖得很浅，一看就可以轻易越过。
审配在城上看见，放声大笑，心想这也叫壕沟，倒更像小孩子过家家，就没有派兵出来破坏。
结果到了晚上，曹操派人乘夜疏浚，一夜之间，将浅沟挖成深二丈、宽二丈的深壕，把漳河水引入壕沟，完全断绝了邺城内外的联系。
城中粮食不继，饿死者过半，形势十分危急，多亏审配指挥将士竭力防守，才不至于破城。
七月，袁尚率军一万人，回救邺城。
大军还未抵达之前，他先派主簿李孚入城，向审配报告城外的情况。
李孚带着三名骑兵，黄昏时到达邺城。
他砍下树枝作为责打人的刑杖，系在马旁，然后戴上武官用的头巾，自称是曹军都督，从北边大摇大摆地进入围城的曹军大营，装模作样向东巡查，一旦看见围城将士稍有疏忽，便大声叱责，扬言要根据军中法纪某某条，分别给予不同程度的处罚。
曹军被他们的气势压倒，竟然没人敢有质疑，就这样让他们一路通行，甚至经过曹操的中军大帐，巡视到城南，来到邺城正南的章门下。
李孚故伎重演，对围城的曹军将士一通责骂，把他们都捆绑起来。
然后，李孚乘机冲出营门，急驰到城下，向城上呼喊，城上守军放下绳子，把他们吊上城去。
审配等被围将士看见李孚，悲喜交加，高声欢呼：“万岁！”
守城将士把这事报告了曹操。
曹操没想到李孚等几人在自己军中如入无人之境，气得乐了，笑着说：“这个人不但能进城，还会再出来。你们都给我打起精神来，等他自投罗网。”
李孚知道自己这么一闹，城外曹军围困得更紧，不可能再假冒曹军出城，就请审配把城中的老弱全都放出城去，一来节省粮食，二来配合自己行动。
到了晚上，审配挑选出数千老弱病残，让他们全都手持白旗，同时从三个城门出去向曹军投降。
李孚又带领那三个骑兵，打扮成投降人的样子，混在人群之中，乘夜突围而去。
袁尚的援军到达后，曹军将领们都向曹操建议，说：“这是思归之军，人人都将拼死作战，不如先避其锋芒。”
曹操说：“袁尚如果从大路来，应当避开，如果沿着西山来，则将被我们击败。”
结果，袁尚沿着西山向邺城出发，在距邺城十七里的阳平亭，临滏水（今滏阳河）扎营。
晚上，袁尚命人点火，知会城中守军，城中也点火相应。
审配率军出城，驻扎在城北，准备与袁尚内外夹击，冲破曹军的包围。
曹操迎击审配，审配抵挡不住，退回城里。
袁尚也被曹军击败，退到漳河拐弯处安营。
曹军开始包围袁尚营寨，还未完全围住时，袁尚害怕了，派使者向曹操请求投降。
曹操拒绝接受，加紧部署包围。
袁尚乘夜逃走，退守祁山。
曹操随后追击，又予以包围。
袁尚部将马延、张凯等临阵投降，袁尚全军溃散，逃往中山（今河北定县）。
曹军俘获了袁尚的全部辎重，得到袁尚的印绶、节杖、黄钺以及衣物等，拿去给邺城守军看，守军斗志顿时崩溃。
审配命令将士们说：“坚守死战！曹操已经疲惫不堪了，袁熙率领的幽州援军就要来到，我们还怕没有人来作主吗？”
曹操出营巡视围城部队，审配埋伏强弩射击，差点就射中曹操。
审配哥哥的儿子审荣为邺城东门校尉。
八月初二，审荣乘夜打开城门，放曹军入城。
审配在城中抵抗，被曹军生擒。
辛评的家眷被关在邺城狱中，辛毗赶去救护他们，却发现全家都已被审配下令杀死。
曹军士兵把审配绑起来带到大帐，辛毗迎面用马鞭猛抽审配头部，大骂说：“奴才，你今天死定了！”
审配瞪着辛毗说：“狗东西，正是由于你们这些人，冀州才遭到曹军蹂躏，我恨不能亲手杀死你。而且，你今天能决定我的生死吗？”
过了一会儿，曹操接见审配，对他说：“你知不知道今天我们是怎么攻进城来的？”
审配说：“不知道。”
曹操哈哈一笑，说：“就是你的侄儿审荣打开了城门。”
审配一听，恨恨地说：“早就知道这小子不堪大用，没想到竟如此不堪。”
曹操又问：“那天我巡视围城部队，你怎么有那么多弓弩？”
审配说：“我只恨弓弩少了。”
曹操叹息说：“你效忠于袁氏，也不得不那样做。”
他有心宽恕审配，但审配意气壮烈，始终不说一句屈服求饶的话，而辛毗等人在旁号哭不止，请求曹操为他们全家报仇。
曹操只好下令杀死审配。
冀州人张子谦一向与审配关系不好，早先投降了曹操，此时在一旁幸灾乐祸。
他笑着对审配说：“审配，你到底比我怎么样？”
审配厉声叱责他说：“你是投降的俘虏，而我是忠臣，虽然一死，难道羡慕你活吗？”
等到行刑时，审配大声要求刽子手让自己面向北方，说：“我的君主在北方。”
曹操感念与袁绍的交情，亲自去袁绍墓前祭祀，痛哭流涕。
他又安慰袁绍的妻子，退还缴获的袁家的金银财宝，赐给绸缎丝绵等，还发给生活费用。
袁绍当年与曹操一起举兵时，曾问曹操：“如果功业不成，那么天下有什么地方可以据守呢？”
曹操反问：“你认为怎么办好呢？”
袁绍回答说：“我南面据守黄河，北面依靠燕、代之地的险要，再加以戎、狄的兵力，然后南进争夺天下，这样或许可以成大事了吧？”
曹操也回答说：“我招揽天下所有有才智的人，运用他们的力量，用先王的思想驾驭他们，没有什么是不能成功的。”
其后二人果真也是按照这个思路，各自施行。
可惜袁绍，最终还是没能守住自己的地盘，壮志未酬身先死。
九月，曹操颁布命令说：“黄河以北遭受袁氏父子之害的百姓，不交今年的租税。”
又颁布法令，严厉打击豪强兼并土地的行为。
百姓都很高兴，拍手称快。
曹操又命张辽别巡赵国、常山，招降了缘山一带的贼众及黑山贼孙轻等。
至此，曹操平定冀州。
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