曹操先是命大军轮番佯攻，麻痹刘备，随后趁着夜色，派曹洪率领轻骑，绕到峄山后方，一把火烧了刘备的粮草大营；同时，郭嘉又设下离间计，策反了刘备麾下的丹阳兵将领，打开了营寨的大门。
当夜，曹军四面围攻，刘备的营寨火光冲天，粮草被烧，军心大乱，丹阳兵临阵倒戈，整个防线瞬间崩溃。刘备带着关羽拼死冲杀，想要稳住阵型，可曹军如同潮水一般涌来，徐州兵本就对曹军有着天然的恐惧，如今营寨被破，粮草被烧，哪里还有半分战意，纷纷丢盔弃甲，四散奔逃。
一场大战下来，刘备的三万主力，折损了大半，只剩下不到一万残兵，跟着他狼狈地退回了彭城。
可还没等他喘口气，曹操的大军便已经追到了彭城城下，将彭城团团围住，日夜猛攻。
此时的彭城，早已人心惶惶。城中的百姓，还记得当年曹操屠城的惨状，见曹军兵临城下，纷纷收拾行装，想要出城逃难；徐州的文武官员，也开始首鼠两端，不少人暗中联络曹操，准备献城投降；就连一直拥戴刘备的陈登，也闭门不出，不再为刘备出谋划策。
刘备困守孤城，外无援军，内无粮草，军心涣散，民心尽失。他站在彭城的城头，看着城外密密麻麻的曹军大营，看着迎风招展的“曹”字大旗，心中满是苦涩与绝望。
他半生漂泊，好不容易得到了徐州这块根基之地，本想以此为起点，匡扶汉室，建功立业，可没想到，屁股还没坐热，就被曹操打得一败涂地。他不是不想守，不是不想打，可他真的不是曹操的对手。无论是兵力、粮草、谋士团，还是用兵的谋略，他都差了曹操太远太远。
坚守了不到五日，彭城的西门守将便开城投降，曹军涌入城中，彭城宣告失守。
刘备无奈之下，只能带着关羽、张飞，以及糜竺、简雍等核心僚属，放弃彭城，逃往了下邳。可曹操根本不给她半分喘息的机会，立刻派夏侯渊、曹仁率轻骑追击，同时命人攻打下邳的外围郡县，切断下邳的粮道与退路。
短短一个月的时间，曹操大军连战连捷，先后攻克了小沛、彭城、傅阳、武原等十余座县城，徐州大半郡县尽数落入曹操手中。刘备的防线全面溃败，只剩下下邳一座孤城，被曹军团团围住，陷入了绝境之中。
下邳的州牧府内，刘备看着案上的战报，看着上面一个个“失守”、“溃败”的字样，双手忍不住微微发抖。关羽、张飞站在一旁，满脸怒容，却又无可奈何，他们纵然有万夫不当之勇，可面对数倍于己的曹军，面对曹操滴水不漏的围攻，也根本无力回天。
“兄长，曹军攻城越来越急，城中粮草只够支撑半个月了，再这么下去，我们就真的困死在这里了！”张飞瓮声瓮气地说道，虎目之中满是焦急。
刘备抬起头，看着两个生死与共的兄弟，看着身边不离不弃的僚属，长长地叹了一口气，眼中满是疲惫与不甘：“我刘玄德，难道真的就这么命途多舛吗？好不容易有了徐州，转眼就要丢了，难道我这辈子，就只能颠沛流离，寄人篱下吗？”
糜竺上前一步，躬身道：“使君，事到如今，下邳已经守不住了。不如我们弃城南下，投奔淮南袁术，暂避锋芒，待日后寻到机会，再卷土重来。”
刘备沉默了许久，最终还是无奈地点了点头。他不甘心，可他没有别的选择。再守下去，只有死路一条。
当夜，刘备带着残部，趁着夜色，从下邳南门突围而出，一路向南，逃往了淮南，投奔了袁术。
随着刘备弃城而逃，下邳也很快被曹军攻克。至此，徐州全境，尽数落入了曹操的掌控之中。
拿下徐州之后，曹操并没有急于班师回朝，而是坐镇彭城，一边安抚徐州百姓，收拢残兵，整顿吏治，将徐州彻底纳入自己的统治体系；一边命人清理战场，清点缴获的粮草、军械，补充军队损耗。短短两个月的时间，他便将徐州打理得井井有条，原本因战乱而动荡的徐州，渐渐安定了下来。
至此，曹操掌控了兖、豫、徐三州之地，整个中原腹地，尽数归于他的麾下，粮草充盈，兵甲充足，兵力暴涨至二十余万，实力达到了起兵以来的顶峰。
彭城的州牧府内，曹操站在巨大的天下舆图前，手中拿着一支毛笔，目光死死盯着舆图上的青州地界，久久不语。
身后的郭嘉缓步走上前，轻声问道：“明公，您在想青州的事？”
曹操点了点头，转过身，看着郭嘉，问道：“奉孝，如今我们拿下了徐州，中原已定。文若、公达他们都劝我，趁势出兵，拿下青州，你怎么看？”
青州地处黄河以东，与冀州、徐州、兖州接壤，原本是公孙瓒的势力范围，公孙瓒败亡之后，青州便陷入了彻底的混乱之中。黄巾余部、公孙瓒残部、袁绍旧部、地方豪强、山贼匪寇，各方势力犬牙交错，连年混战，互相攻伐，百姓流离失所，土地荒芜，府库空虚，早已成了一块谁碰