在延津南面不远的地方，袁军先头部队眼看追上了曹军。这时，曹操下令停止后撤，在南山下扎好营阵，同时派人登上了望台观察袁军。开始，了望哨报告说：“大约有五六百袁军骑兵来了。”过了一会，又报告说：“敌骑越来越多，步兵多得数不过来。”曹操吩咐说：“不要再来报告了。”接着命令骑兵解鞍放马，稍作休息。这时，从白马撤出的辎重还在路上慢慢地行进。
将领们担心敌军众多，恐难抵挡，便提出连人马带辎重一齐进入营垒。荀彧领会曹操的用意，对他们说：“丞相这样做，是为了引诱敌人上钩，到时候人马隐蔽一下，辎重就丢在路上算了。”曹操点了点头，发出了会心的微笑。
可是文丑率领的人马愈来愈近，喊杀声已清晰可闻，曹操的将领们，仍为眼前的危急情况捏着一把汗，便纷纷催请曹操下令，上马应战。曹操沉着地说：“还不到时候。”又过了片刻，袁军的骑兵蜂涌而至，看见曹军的军用物资丢得满地都是，一个个争先恐后地下马枪掠，一时队形大乱。这时，曹操才下令：“出击!”于是，五百多个骑兵跃马横刀，勇敢冲向袁军。文丑也和颜良一样，还没明白过来是哪儿杀来的天兵，脑袋就被一刀砍了下来。白马、延津两仗，袁军连续失利，损失了两员大将，不过在数量上还占着优势。曹操决定按原定计划继续撤退，等把袁军主力向南引诱到远离其后方的官渡，再找机会打败他。
沮授看出曹军不败而退其中必有奥妙，就再次向袁绍指出：“我军人数虽多，但战斗力不及曹军。敌军兵力和粮食不足，这是最大弱点，我们应该用其弱点，不要急于求战，尽量消耗他的实力才好……”袁绍依然不听，继续率军前进。
公元200年8月，袁军推进到官渡后，靠沙堆结屯，东西蜿蜒数十里，与曹操的营垒对峙。
沮授说得不错，曹军利于速战，首先发兵叫战，打了一仗，遭到失败。
从此，坚守大营，深沟高垒，再也不肯出来了。
袁绍看着对方守住阵营，没法打过去，就吩咐士兵在曹操的军营外面堆起土山来，土山上再筑高台。将士们上了高台，向曹营射箭。曹兵慌忙拿盾牌或挡箭牌遮住身子，他们在军营里来往也只能在盾牌底下小心地弯着腰走。袁绍的将士们在高台上瞧着，一个个乐得哈哈大笑。
为对付袁军高台射箭，曹操多次召集谋士们商议。几天后，随军的机械师终于制成了一种发石车：车上安着机关，扳动机关能把十几斤重的石头飞出去。因为石头打出去的声音很大，这种车也叫霹雳车，也就是后世所谓“炮车”。霹雳车真顶事，射出的石头块，居然把对面土山上的袁军士兵打得头破血流，再也不敢站在高台上，随心所欲地朝曹营射箭了。
袁绍一见在土山高台上占不到便宜，就叫谋士再想别的办法。谋士们商量后，献计道：“明攻不如暗攻，挖地道，从地下攻过去!”袁绍听了，觉得挖地道是个好办法：人马可通过地道潜行到曹营，打他个措手不及。于是便命令士兵们轮流掘洞挖地道。
可人那么多，曹营离得又近，袁军一举一动，早被曹军望见了。他们向曹操报告，说敌人在土山下挖坑道。曹操马上吩咐士兵在军营前挖一条又长又深又宽的壕沟，又掘通一条小河，灌满河水。只要袁军的坑道挖到壕沟处，水就会灌进地道，这就破坏了袁绍的计谋。就这样，双方仍然相持不下。
