半夜明月星稀，曹操亲率五千步骑，沿途打着袁军旗号，人衔枚、马衔环，马蹄又用布条包裹住，使其行动中不发出太大响声，各每个士兵都带上一束柴草，利用暗夜走小路直扑乌巢。
袁绍军中有曹操的密探，同样曹操军也有袁绍的细作，况且曹操的情形很不乐观，许多人暗中联络袁绍，秘密书信来往。袁绍很快就得知曹操亲率大军袭击乌巢的消息，他一方面派韩猛、蒋奇率领轻骑救援乌巢，另一方面下令麴义、高干、吕旷、吕翔率领重兵猛攻曹军大营，借此机会破了曹营，断绝曹操的根本。
当曹操率军抵达乌巢时突然发动袭击，不给对方反应的时间，骑兵直接冲杀向正在睡梦之中护卫粮草运输车队的士兵，万名士兵顿时许多人失去了生命，乐进在万军丛中找到了接运粮食至乌巢的袁军大将淳于琼，几个回合下来被乐进大刀斩于马下。曹操骑兵冲锋大刀长剑斩向还处于蒙逼当中士兵的头颅，马蹄踏过不所所措的袁军；曹操步兵分成若干小队，点燃手中柴草，投向袁绍屯积在乌巢的粮草堆上，大火迅速燃起照亮了半边天。
远在官渡前线的袁绍看见大火，知道曹操已经成功烧毁了自己的粮草，一屁股跌坐在地上。率领轻骑援救乌巢的韩猛、蒋奇被于禁、李典带兵拦住去路，看见乌巢方向火起，知晓一切都木以成舟，无法挽回。 韩猛、蒋奇急速撤军，回去袁绍身边。麴义、高干带重兵攻打曹操大本营，面对曹营如铁桶般的守卫，久攻不下，乌巢粮草被烧的消息传到两人这里，他们意识到大势已去，再坚持攻打曹营，很可能被曹操回军两面夹击，连忙紧急撤离。
这一夜注定不是一个平凡的夜晚，袁绍粮草被烧，派出去的几路大军毫无建树，无功而回，淳于琼战死，还损失了近万兵马，他的形势急转直下，更要命的是军中随时可能断粮。曹操怎么可能放过如此天赐良机，得知大本营安然无恙，他趁你病要你命，下令夏侯惇、乐进于禁、李典、曹洪分五路追击袁军，全线进攻袁绍大营。袁绍丧失了粮草，军心焕散，士兵无心恋战，早已无斗志，又在撤退途中被曹军衔尾追击，死伤者无数，很快就溃不成军，曹军大获全胜。
袁绍兵败如山，犹如丧家之犬从官渡撤到武原，再到阳武，直至白马，大部分土地又重归曹操所有，袁绍原先十万精锐仅剩万人，这还不算完，又在延津渡河北归时遭袭，最后只带着两千人逃回河北，他自身差点被曹军活捉。
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