就在周瑜派太史慈、赵云、高顺等将领率部攻伐荆南四郡的时候，曹操也没有闲着，他一边在积极准备着第三次南征张绣，一边派出大将曹仁领兵进临黄河，攻打河内。
此前，原河内太守张杨被部将杨日杀死，中将眭固又将杨日杀死，归附袁绍，驻军于射犬。曹仁部前锋李典渡河攻击射犬，斩杀眭固。曹仁随即亲率大军过黄河，围攻射犬。原河内长史薛洪等投降。
河内“南拒虎牢之险，北倚太行之固”，是黄河北岸一处战略要地。曹仁攻下河内后，曹操随即任命魏种为河内太守，以控制这一重要的地方。
与此同时，袁绍亲临幽州，增派兵力，猛攻易京。公孙瓒坚持不住了，派儿子公孙续出城向黑山军求救。之前公孙瓒帐下一别将被围，公孙瓒不肯相救，对左右道：“救一人，那以后众人都会只等救兵而不肯力战。”等到袁绍来攻时，公孙瓒的界桥别营自度不能自救，而众人知道公孙瓒必不肯相救，便或降或逃，袁绍的大军直接攻到了城门前。
公孙瓒想亲自率兵冲出重围，占据西南的山地，仰仗黑山军，切断袁绍军的后路。长吏关靖劝谏他道：“将军，现在您的将士都各怀叛离之心，已无力再战，他们之所以能固守是顾惜他们的故乡老少，而把将军您当成主心骨，将军如能持久坚守，袁绍自然会退兵，四方军队一定又可以会合了。若将军现在弃易京而走，军队会失去后镇，易京覆灭指日可待。将军失去根基，流落荒野，怎么成就事业呢？”公孙瓒于是决定不离开易京，等待公孙续搬来救兵，再内外夹攻袁绍。
张燕自离开袁术回到常山一带后，发展得很快，部众达到了十万余人，虽然其中大多数并非精锐，但势力也令别人不可小视。袁绍是他和公孙瓒共同的敌人，且袁绍曾残杀过不少黑山军将士，张燕恨之入骨，见到前来求救的公孙续后，张燕决定率军救援公孙瓒。
援军即将到来的消息传入易京后，公孙瓒秘密派人送信给公孙续，让他率五千骑兵于北隰之中，举火把为应，公孙瓒就率兵从城内出战，里外夹攻袁绍。袁绍劫得了这封信，在田丰的建议下，将计就计，派人在夜间举起火把。公孙瓒在高楼上看到无数的火把亮起，以为救兵到了，立刻率城内的守军出击，落入了袁绍的埋伏。公孙瓒大败，又回到城内坚守。袁绍于是掘地道到城楼下，毁坏其望楼，渐渐到达中央的土丘。
公孙瓒见外援无望，而袁绍军将士攻得不同以往，猛烈得多了，显然这次袁绍是志在必得，自料必败无疑，他可不愿在袁绍面前卑躬屈膝，受此屈辱，便起了自裁之心。
易京的高楼上，凉风一阵比一阵猛烈地灌了进来，公孙瓒浑身酒气、踉踉跄跄地走进了自己的居室，面对自己的妻子、儿女，他紧咬钢牙，狠心将她们一一刺死。随后，公孙瓒点燃了事先堆积好的干柴，一蓬蓬火焰很快地串联在一起，将公孙瓒所住的木制高楼包围在一片沸腾的烟火之中。
曾经跃马纵横幽州、青州、冀州一带、培养出“白马义从”这样精锐突骑的一代枭雄公孙瓒，就这样葬身于火海之中。不知道他在九泉之下见到刘虞时，会是什么样的神情？
当袁绍走出营帐，远远地望见那冲天的火焰时，正是易京高楼燃烧的最旺时刻，袁绍急问身边人道：“公孙瓒可就在此楼中？”
左右皆点头，袁绍重重地叹了口气道：“引火者，必自残也。如此死法，公孙瓒也可算是一个英雄。此人刚愎自用、滥杀无辜、不辨忠奸，方有此败。传我命令下去，明日派人寻到他的骨骸，予以厚葬。”
第二日，易京城破，公孙瓒的下属皆投降了袁绍，由此，袁绍获得了一个完整的幽州，将公孙瓒的势力并入，此后东西两部鲜卑竞相前来依附，袁绍势力大涨。拥有了冀、青、幽、并四大州的袁绍，野心更加膨胀起来。
就在袁绍将重心仍放在北方对付公孙瓒之时，曹操开始了第三次南征张绣的军事行动。这一次，由于周瑜的部队在荆南一带攻打长沙、零陵，牵制了刘表的大量兵力，使得刘表基本无法派出援兵去支持张绣。由于荆南的战事和前期黄祖剿灭长沙张羡的战事，刘表库存的大批粮食也消耗了不少，供应给张绣的粮草减少了一半以上，这让张绣十分不满。
由于袁绍在专心攻打公孙瓒、吕布已死、河内巩固、关中稳定，使得曹操没有了后顾之忧，他这次倾其之力，调动了几乎所有能调用的兵马，合计八万人，意在一举消灭张绣，一洗前耻。
得知曹操亲率八万人来攻后，张绣开始失眠了，他的兵力全部加在一起满打满算也就两万多人，曹军是己军的四倍，且这几年由于连续征战，军中的西凉老兵越来越少，大多数都是在南阳一带新募的士卒，战斗力下降了何止是一半？
最关键的是，曹操前两次来攻时，张绣都获得了刘表大力的支持，无论是军械粮草，还是出兵策应，都很积极。这一次不同，荆州南部的战斗牵扯了刘表大部分的精力，根本无力再支援自己了。而仅靠自己的兵力，何谈能击败八万曹军？
第二天一早，张绣派人去请李儒，李儒一身青衫，迈着轻松的步伐走入屋内，当他看见张绣眼部两个浓浓的黑眼圈时，不由得笑道：“将军一夜未眠，可是为了曹军大举来攻而烦恼？”
张绣点头道：“正是，此番曹军势大，非往日可比，还望文优先生为我出奇谋定良策。”
李儒听罢淡淡一笑，问道：“不知将军之志如何？是欲雄霸天下，建立万世功勋，还是做个封妻荫子、衣食无忧的大将军？”