曹操手中虽然控制了献帝，在群雄之中取得了有利的地位，但他的地盘位于群雄割据的中心，四方受敌。于是他首先怀柔远方的韩遂、马腾，取得他们的支持，然后消灭了一直与他为敌的吕布以及张杨的后继眭固。这之前郭汜、李傕已被歼灭，张绣也投降了曹操。曹操周围的董卓势力基本上被一扫而光。而这时袁绍在河北攻打公孙瓒，公孙瓒兵败自杀。袁术也病死。这样到了建安四年(199)八月，袁绍和曹操在黄河两岸直接对峙，冲突已到了不可避免的时候。这一年的秋天双方拉开大战帷幕。第二年，即建安五年十月，在黄河南岸的官渡，终于迎来了最后的决战。
当时袁绍在军事上处于绝对优势，而且北方的公孙度和西方的韩遂、马腾等都采取中立的态度，袁绍不存在后顾之忧，可以全力以赴对付曹操。与此相比曹操的条件就很不利了。他背后有与袁绍有同盟关系的刘表，还有虽与刘表敌对但却野心勃勃的孙策，曹操随时有受后方攻击的可能性。曹操于是派卫觊为使者前往与刘表敌对的益州刘璋处，想策动刘璋从侧面牵制刘表。可是卫觊因道路不通，只到了长安就不能前行了。祸不单行，这时献帝又恐于曹操的专横，下密诏令外戚董承暗杀曹操。虽然这个阴谋因消息泄漏而失败，但又有刘备伙同董承一党在徐州小沛起兵反曹。曹操立即采取行动击破刘备，刘备逃奔袁绍而去。留下来的关羽敌不过曹操，只好投降。曹操又派臧霸(先为陶谦部将，后与吕布同伍，吕布被杀后投降曹操)占领袁绍在黄河南岸的地盘青州，消除了袁绍由侧面袭击的后患。
这之前，在荆州南部的长沙太守张羡策应曹操举兵攻打刘表，刘表受到牵制，不能与袁绍共同对付曹操。而这时，正准备乘虚袭击许都的孙策遭暗杀身亡。这样曹操的后顾之忧也自然消失。虽然袁绍又怀柔盘踞许都南边汝南的黄巾残党刘辟，并派刘备到汝南合流以搅乱曹操后方，这一行动也被曹操一举粉碎。
曹操在排除了种种不利因素后，在官渡迎击袁绍的进攻，最终以少胜多取得了全面胜利。曹操的胜利与袁绍集团的内部不和有很大的关系。在围绕攻打曹操的问题上，袁绍的谋士们意见不一，互相牵制。而这些谋士本身都是一些官僚士大夫，代表着不同地域、不同集团的利益。也就是说袁绍虽然手下有很多谋士，但他却不会用人，这也是袁绍失败的最大原因。谋士许攸的叛变最具有代表性。曹操正是采用了许攸的计谋，对袁绍的粮草屯集地乌巢发动了奇袭，最终取得了官渡之战的决定性胜利。
曹操的屯田制度
官渡之战时，由袁绍阵营叛逃曹操的许攸曾问过曹操还有多少军粮供给，曹操谎称还有一个月左右的粮草，但实际上所剩粮草仅够维持一天。曹操的这个谎言当然没能骗得过许攸。对曹操来说保证战争持续的最大问题就是军粮问题。曹操在艰苦的条件下基本上保证了军粮的供给，这要归功于他所推行的“屯田制”。
黄巾之乱以来，连年的战乱使北方人口骤减、土地荒废，同时出现了大量的难民。这一时期，在北方的幽州、南方的荆州以及西方的益州数十万至近百万的人口为躲避战祸而流出。曹操统治下的中原一带也因此人口流失，生产荒废。作为诗人曹操在诗中写到“生民百遗一”(《蒿里行》)以形容当时的惨状。“百遗一”虽然有一定的夸张成分，但有文献记载说当时的人口只有东汉最盛期的十分之一(《三国志·张绣传》)。募集劳力，恢复生产成了曹操政权的当务之急。
建安元年(196)，曹操迎献帝至许昌，并采纳枣祗、韩浩的建议在许都一带设置屯田。曹操首先募集流民，把无主和荒废的土地分给他们耕种。还提供耕牛、农具，采取集体从事生产的方式，国家向屯田民征收租税。这一措施在许都取得了很大的成果，于是曹操又在各地推广这个经验，各郡设置典农中郎将，各县设置典农都尉，以不同于一般地方行政系统的组织与编制进行管理。说白了也就是国营集体农场。从西汉武帝时就开始兴办屯田，但那都是在偏远地区由兵士从事生产劳动。在内地如此大规模的民屯，中国历史上只有这个时期有过。
起初屯田民只按租用官牛的头数缴纳租税，这是因为无主农地来源非常丰富。后来剩余农地越来越少，官府采用了分给屯田民一定数量的土地，对土地的收获直接课税的方法。租税按规定使用官牛者，官六民四，使用私牛者，官民对分。百分之五十的租税率看上去似乎很高，这和东汉当时的租率不相上下。但屯田民没有兵役、劳役等负担，在政府的庇护下能够专心从事农业生产，政府也因此获得稳定的收入。屯田制度是一项有利于官民双方的合乎事宜的政策。
后来，建安十八年(213)，曹操又采纳司马懿的建议，在与吴交战的淮河流域、与蜀接壤的关中地区施行了军屯。军屯在生产效率上进一步得到提高。由于施行屯田制,确保了军粮的安定供给，魏在与吴、蜀的长期两面作战中始终保持着有利的形势。吴和蜀也因此效仿魏的做法施行屯田。吴主要在长江流域兴办民屯和军屯，蜀在与魏接壤的汉中施行了军屯。
屯田制在战乱期为恢复生产确保供给发挥了巨大的威力，但随着战乱的平息，生产力得到恢复，屯田制的弊端也越来越暴露出来。屯田民处于政府的严密管理之下，没有自由。表面上屯田民没有兵役、劳役负担，但实际上他们常常被强制征用参加各种劳动，一旦有事也被强迫参加战斗。更主要的是屯田这种集团化管理体制束缚了农民的自由，阻碍了农民的生产积极性。到了魏的后期，租率升至官七民三，甚至官八民二，屯田民的不满也日趋高涨。入晋以后，除了军屯，民屯最终被下令废止。在集团化农业的局限性这一点上，可以说屯田与人民公社的失败有着共通之处。
另外，屯田制实行土地公有化，把公有土地分配给农民耕种的做法，与东汉统治阶级的地主豪族的利益相违背。战乱期豪族势力不得不做出一定的让步，但战乱一旦平息他们的不满就爆发出来了。所以，以司马氏为首的地主豪族政权废止屯田是理所当然的。从这个意义上来说，屯田制的实施反映了三国作为一个过渡时代的历史特征。屯田制采用的土地公有和政府直接管理人民的措施，后来被起源于北魏、确立于唐代的律令制下的均田制继承吸收。
