建安九年（204）2月，曹军完成了对邺县的合围。
指挥守城的是审配，经过苏由反叛事件，袁军士气非常低落。但是，这一仗也没那么好打，袁绍在这里经营了多年，城防坚固，曹军一时无法得手，又成了一次艰难的攻城作战，堆土山、挖地道，把所有攻城的办法都使上了，就是迟迟攻不下来。
但曹操不想撤军，如果把邺县攻下了，黄河以北大局可定，所以这一次围则必打、打则必胜。曹操索性沉下心来，从肃清外围之敌入手打起了持久战。邺县的左翼是并州刺史部，这里是袁军目前最重要的后勤供应来源，其后援基地集中在上党郡一带，由上党郡到邺县必须经过太行山区的毛城，袁尚的部下武安县长尹楷驻扎在此。
建安九年（204）4月，曹操留曹洪主持围攻邺县，自己亲自率军攻打毛城的尹楷，将其击破而还。此后，曹操又率军绕到邺县的北面，击破了袁尚驻守在邯郸的部将沮鹄，攻占了邯郸，袁尚任命的易阳县令韩范、涉县县长梁岐投降。
徐晃向曹操提出建议：“二袁未破，他们手下其他诸城都在观望，应该重赏这两个县给大家看。”曹操认为有理，将韩范、梁岐这两个县长直接赐爵为关内侯。这一招果然奏效，引起了多米诺骨牌效应，不仅又有多位袁尚任命的地方官员投降，而且还招来一位重量级人物。
这个人就是老牌的实力派人物，黑山军首领张燕。张燕一直是袁绍的劲敌，多年以来也是袁氏集团挥之不去的梦魇。在袁绍与公孙瓒的对抗中张燕坚定地支持公孙瓒，公孙瓒失败后张燕被袁绍打散，后来趁着袁绍忙于官渡之战的机会，张燕慢慢恢复了元气，又卷土重来。张燕看到曹军势大，于是主动联络要求投降曹操。在此前的战史中，张燕跟曹操虽然在大多数情况下是战略上的敌人，他们彼此分属于不同阵营，但他们之间却很少有直接交手的记录。
张燕的投奔进一步鼓舞了曹军的士气，加速了袁氏集团的灭亡。
但是，邺县仍然未能攻下。
这也考验着曹军将士的耐心，最后他们使出了一计狠招。一天，站在邺县城墙上的审配看到曹军的工兵们围着城墙开始挖战壕，整个战壕联结起来长达40里，但是又浅又窄，一使劲都能跨过去。
审配看到以后微微一笑，心想这样的东西是没有任何实际作用的，他也不派人出击搞破坏，曹军有劲没处使就让他们挖吧。岂料，入夜之后曹操下令全体将士都投入到挖战壕的工作中，大家排着队，前面的人挖累了后面的人赶紧替换，人歇活不歇。经过高强度的工兵作业，一夜之间这条40里长的战壕全部扩充到两丈深、两丈宽，这一回审配不笑了，他大为吃惊，但一时间闹不清曹操搞出这种超级工事做什么用。
审配的好奇心马上就有了答案，这些战壕里神奇般的灌满了水，这些水借着设计好的地势一路前奔，直扑城内。原来，曹军挖的不是战壕，而是人工运河，把附近漳河里的水引来灌城。河北省临漳县的三台遗址据说并不是铜雀台，而是它附近的金凤台，真正的铜雀台已被改道的漳河给冲毁了。金凤台遗址在一个镇子边上，镇子的另一侧就是漳河，现在大多数时候河里都没有什么水，站在桥上就可以看到金凤台。所以漳河就在邺县跟前，虽然方便了生活和生产，但也暴露出一个隐患，那就是邺县很容易被水攻。
用水攻城对曹军来说并不陌生，之前在下邳之战中最后也是引河水灌城，彻底击垮了守城敌军的意志。城里本来都快撑不住了，现在又泡在了水中，更是雪上加霜。好在现在是夏天，要是换成冬天，不知道情况会怎样。即便如此，城里的人也饿死了一半以上。
但是，袁军仍拼命死守，看来其战斗力并非不堪一击。
转眼间，就到了秋天。
在冀州北部一带活动的袁尚也拼了，率领一万多人马前来救援，曹军大部分将领认为不如放过他们，避开锋芒，然后再寻找机会歼灭。这样的想法是有依据的，《孙子兵法》里说“归师勿遏”，意思是说正在撤退回来的敌人不要去拦阻，因为这些人回家心切，个个都会死战。
曹操才是研究《孙子兵法》的翘楚，对这部兵书比任何人都熟悉，他说：“那倒也未必，这要看袁尚从哪里来，如果是从北面的大道而来，应当避开他；如果是从西面的山道而来，我料定可以擒获他了。”曹操说得挺有把握，根本不像说着玩，弄得大家一头雾水。
曹操派出多路候者在这两个方向随时打探情况，后来接到报告，说敌人走的是西边的山道，大部队已经到了邯郸一带。曹操大喜，对诸将说：“我已经得到冀州了，诸君知道不知道？”大伙不知道领导卖的是什么关子，都说不知道，曹操说：“诸君马上就能看到了！”
曹操并不会算卦，他依据的是心理战的原理。袁尚如果是从北面的大道而来，说明他们没有给自己留退路，来了就会决一死战。袁尚之所以专程绕到西面再向这里进攻，说明他想的是打得赢就打，打不赢就退到太行山里打游击，有了这种心理，曹操料定袁尚必败。