袁绍自官渡之战溃败后，愤恨难平，卧病不起，于建安七年（公元202年）夏五月病逝。袁绍死后，众人开始议论谁是继承袁绍之位的人选。袁绍有三个儿子，即袁谭、袁熙、袁尚。众人一致认为，应该拥戴长子袁谭继承袁绍的位置。但是，一些人恐怕袁谭掌权，会受到谋害，便假传袁绍的遗命，拥戴袁尚继承大位。
袁尚是袁绍继妻刘氏的幼子，深得袁绍的喜爱，袁绍本想命袁尚为继承人，只是没有公开宣布而已。不过，他曾将自己的大儿子袁谭过继给哥哥袁成当儿子。因此，按照家法制度，袁绍成了袁谭的叔父，其自然也就不能继承袁绍的爵位。
沮授曾经进谏说：“袁谭明明是长子，理应是你的继承人，你却把他过继给你的哥哥，废长立幼向来不会有什么好结果，恐怕灾难是在所难免了。”袁绍却不以为意道：“我打算叫他们各自主持一州，借此考察他们的能力。”
接着，袁绍又命次子袁熙为幽州刺史，外甥高幹为并州（今山西太原）刺史，把幼子袁尚留在身边。袁氏家族中，随着袁绍的分权也变得四分五裂了。
袁谭从青州赶回去奔丧，但是无奈路途遥远，袁尚已经继承了爵位。他对袁尚的仇恨无法消除，无奈之下，他只好效仿袁绍，自称车骑将军，驻守黎阳。只待时机成熟，便发兵征伐。曹操也深知袁氏兄弟之间的矛盾，他决定利用这一矛盾来不断削弱袁氏兄弟的力量。
建安九年（公元204年）正月，曹操北渡黄河，阻塞淇水，使其流入白沟，以便运输军粮。二月，袁尚没能看清局势变化，而是再度向据守平原的袁谭发动攻击，留下部将审配、苏由据守邺城。
曹操大军抵达邺城，先是堆筑土山挖掘地道，后发动猛烈攻击，但没能一举攻下。于是，命曹洪继续进攻，自己则率军前往毛城（今武安西）攻击武安县令尹楷。占领了武安之后，就切断了西方并州援军及运粮的道路。
紧接着，曹操又攻击困守邯郸的沮鹄，迅速占领了邯郸，切断了邺城与北方幽州之间的联系，完成了对邺城的战略性孤立和包围。
易阳（今河北牟县）县令韩范、涉县（今河北磁县）县令梁歧，不攻自破，双双投降曹操，使得袁军士气大挫。
五月，曹操采纳许攸计策，改急攻战术，转而铲平土山，填满地道，另行挖掘壕沟，把漳河的水引导注入。邺城跟外界的联系全部被曹操隔断，粮食也难以运入。不久，城中饿死的百姓已超大半。
袁尚得知邺城被围，立即回军救援。曹操的部下都认为袁尚此次回军是为了保护大本营，必定人人殊死一战，曹军必定难以抵挡。曹操考虑后，说道：“袁军若是有必死心态，不顾胜负，他们救人心切，定会从大道赶来。如果是这样，我们就躲开。但如果他们从小道进攻，便说明他们亦攻亦守，没有决死一战的心态，我们就趁机歼灭了他们！”
曹操听闻袁尚顺着西山南下，抵达了城东的东阳平亭，距离邺城七十里，紧傍滏水扎营。夜里，城中烽火燃起，审配决定与袁尚内外夹击攻打曹操。却不料，被曹操立即率兵攻打，败退而归。曹操再次回过头去攻打袁尚，袁尚大军受挫，只好向曹操请降。奈何曹操恐怕放过袁尚是养虎为患，所以决定继续攻打他。袁尚只好趁夜逃走，据守保祁山。曹操穷追不舍，而祸不单行，袁尚本就不敌曹操，袁尚内部将领马延、张凯等人临阵反戈，袁尚大军瞬间瓦解，袁尚逃往中山（今河北定州）。
曹操在众谋士的帮助下，平定了邺城，到此为止算是真正占领了冀州。而这一年，曹操正好五十岁。邺城作为冀州州城，地大物博，曹操自然是十分重视，于是自领冀州牧，经常驻扎邺城。
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