不久，战局又陷入胶着状态。袁绍要求拟订出新的作战计划。
许攸表示： “曹操兵少，却以全部军力和我僵持于官渡，显然许都所剩下的军队已不多，若分派军队绕过官渡袭取许都，许都必难以坚守。许都一陷落，我们便可以奉迎天予以讨伐曹操，曹操必可一举成擒。即使一时无法击败曹操，也可以使他疲于奔命，削弱他在官渡的作战力量。”
但袁绍却很愤怒地责备道：“这不是在替曹操作缓兵计吗?让我很快擒住曹操给你们看。"
正好在邺城的许攸家人犯了法，被审配擒而械系之，并且案情急转直下，可能会牵涉到前线的许攸，许攸在情急之下，乃投奔曹操。
许攸和曹操早在年轻时就有交情，当年冀州刺史王芬谋反，许攸便建议拉拢曹操，但被曹操严词拒绝，双方也因而断了来往。
曹操听说许攸前来投靠，高兴得来不及穿鞋，便光着脚从卧室跑出来，亲切地握着许攸的手，高兴地笑喊道： “子卿(许攸)远来，大事成了!”
双方坐定后，许攸问曹操： “袁军的声势上拥有压倒的优势，你打算怎么对付他们呢?你们军中的存粮还剩下多少呢?”
“我随时都准备有一年以上的存粮!”曹操郑重其事地表示。“不可能吧!请告诉我真正的数量!”“不过……现在只能支持半年了!”“足下不想击败袁绍吗?为什么不对我说真话呢?”
曹操只好说真话了： “刚刚的确是骗你的，反正你心中也明白。我军的粮秣最多只剩下一个月了，我也不知怎么办才好?”
许攸见曹操将军事机密作如此坦白的告知深受感动，便也正色地表示：
“曹公孤军独守官渡，外无援军，内缺粮食，却能如此苦撑，真的是不简单啊!现在提供你一项足以制胜的重要情报吧!袁绍目前在故市乌巢地方，存有万辆满载粮秣的辎重车，由淳于琼的军团防守。但淳于琼需防卫的战线过长，军队分散，因此乌巢的守卫必不甚完备。只要有一支轻骑兵队，便可乘其不意，烧毁其粮草，不用三天，袁氏自败矣!"
许攸讲话一向喜欢夸大，但曹操仍相信他所提供的情报。
在紧急军事会议上，将领都对许攸的来意表示怀疑，并认为这桩秘密情报不见得完全正确，万一有问题，反而会带来曹军的危机。
但荀攸和贾诩，却认为许攸的态度没有什么可疑处，因此这个情报值得利用。
曹操也决定冒险一战，他动员所有的将领，只留下荀攸及曹洪镇守官渡营寨。他将五千人的精锐马步混合军分成数个小组，由自己亲任总指挥，所有将领各自带领一队，服饰和旗帜全部换成袁军的装扮，每个士兵嘴巴含枚，不让他们出声，所有的马也带上口罩，以能不声不响地作夜间急行军。为避免让守卫的袁军起疑，每一小队的人数不多，分别由不同路线向乌巢会合。
由官渡到乌巢大约四十里，由于分队绕小路前进，距离应不只于此，依正常行军三十公里一天来算，应有一天半行程。但曹操下令所有部队吃饱饭后，便乘黑夜秘密出发，天破晓时刻前要抵达目的地，因此至少要比平常快三倍的速度才有可能到达。
为了瞒过守卫岗哨的袁军，这些突击队员每人抱着一束干柴，如遇有盘查，使表示： “袁将军担心曹军突击，特派我们前来支援。”由于领队都是有经验的将领，神色自若，岗哨的守卫便也不起任何疑心。
拂晓时刻，天尚未全亮，曹军大部分部队都已抵达目的地。曹操下令趁着视线不清的掩护下，包围了乌巢的屯粮营区。
乌巢的护粮区，也是袁绍后军的大本营，因此是由淳于琼亲自坐镇。淳于琼是位非常有经验的将领，当年和曹操同为京城新编八军的司令之一。只是在韩荀之后总管袁军后勤，需要防卫的地方过多，一向高傲又自信的老将，便刻意减少直属部队的军力，以显示自己的艺高人胆大。
由于曹军是分组行动，淳于琼误以为只是游击部队，不甚在意，并未通知自己军团的其他部队，便率领少数驻屯部队出营对抗。但曹操的军队越来越多，而且由曹操亲自指挥，攻势甚急，淳于琼见大势不妙，除派军使立刻通知袁绍外全军退入营寨，但陆续到达的曹军却已将存粮的乌巢营区团团围住了。
袁绍在官渡接到飞马传报，立刻召集军事会议。刚远从青州到来研议军情的袁绍长子袁谭主张采用“围魏救赵”之计，直接攻打曹操官渡营区，让曹军的突击队无家可归。袁军主力军团的猛将张邰反对，他表示：“淳于琼将军镇守南征军粮区，万一被曹操攻陷，我们全体都完了，不如先急救之。”
郭图则认为淳于琼必能守住粮区，这是攻破曹操官渡营寨千载难逢的良机，因此坚持集合大军攻击曹营。
张邰反驳道： “曹操敢远出突击，营寨中必有万全准备，万一攻之不克，淳于琼将军粮区反被攻陷，我们将都成为俘虏了。”
但袁绍仍决定由张邰、刘览等部队攻打官渡曹军主营，只派少许轻骑兵去支援淳于琼。
这时候，乌巢的双方正在拼死缠斗，袁绍轻骑很快赶到，外围斥候兵急忙赶到指挥区向曹操报告，请分兵抗敌，以免遭到夹击。
曹操断然拒绝，他亲自走到第一线，大声疾呼： “贼兵已到我军背后来了，大家拼命吧!"并且率先攻入淳于琼营寨旁。一时间，曹军个个奋勇，人人争先，很快淳于琼的阵脚松动，曹军便大举冲入。
曹操下令放火燃烧粮秣，一时火光冲天。连救援的袁军轻骑兵队都惊慌失措，淳于琼无法控制场面，袁军互相残踏，死伤不计其数。淳于琼及其部将畦元进、赵叡等当场阵亡，乌巢的所有粮秣**然无存，所有被俘的袁军士兵无不难过得掉下泪来。
曹操在官渡的大本营由荀攸和曹洪全力防守，由于工事构筑坚固，张邰等虽尽力猛攻，似乎仍撼动不得。
在乌巢的曹操确定袁军已无力攻陷曹营，一时心血**，乃下令将战死的袁军将士割下鼻子，所有载粮的牛马也割除唇舌，送往袁绍大本营投弃。这个残酷的行动，不但震撼了袁绍大本营的将士，也以事实证明乌巢已经沦陷，袁军生存最重要的粮秣也付之一炬了。曹操一招心理战，竟然在一瞬间瓦解了所有袁军的士气。
郭图为了推卸责任，乃向袁绍表示： “张邰心怀怨恨，未尽全力抢攻，以致延误军机，是为罪魁。”
袁绍迟疑不能决，和张郃关系较好的将士，乃偷偷把这个信息告诉前线的张郃。张郃和高览正因攻击无功却死伤惨重而烦恼，闻言后更是暴跳如雷，乃和高览商议后在前线举全军向曹操投降。
这次倒把曹洪吓着了，他搞不懂是真是假，一时不敢打开营寨门容纳张郃等降军。反而是荀攸比较冷静，他从谍报人员口中得知郭图和张郃间争执的情报，判断张郃等已走投无路，乃开门纳降。
乌巢劫粮的冒险一击，竟然一招制胜，八个多月长期对峙的结果，原先拥有绝对优势的袁绍，却意外遭到彻底的失败。