曹操要求公孙度归顺朝廷。公孙度勉强答应。曹操封公孙度为侯，任命他为将军。公孙度收到侯爵的大印后扔到一边，说：我已经是王了，要这玩意有什么用？
公孙度在曹操得到幽州之前就病死了。他的儿子公孙康继承了王位。公孙康表面上归顺朝廷，实际上仍然割据为王。
曹操懒得去打辽东，但不得不去**桓。
乌桓人趁中国内乱占据了边境三郡：右北平、辽西、辽东。从天津到辽宁这一带已经变成乌桓人的天下。
袁熙、袁尚跑到辽西，勾结乌桓人不断反攻幽州。拥护袁氏的人不断叛变响应袁氏兄弟。曹操不彻底消灭袁氏兄弟永无宁日。
曹操决定讨伐乌桓。
当时曹操的部下大多不同意**桓，担心大部队北上之后刘表从后面发动袭击。
曹操的谋士郭嘉认为不必担心刘表。刘备现在在刘表那里。刘表对刘备既欢迎又有戒心。我们担心刘表趁虚而入。刘表还担心刘备趁虚而入呢。所以刘表肯定不会离开荆州北上。现在袁尚兄弟跟乌桓人搅和在一起了，不**桓就等于放弃幽州。而一旦袁尚兄弟回到幽州，整个北方四郡还是不是我们的就难说了。
公元207年，曹操亲领大军北上讨伐乌桓。
大军走到无终（天津蓟县）过不去了。天降大雨，道路泥泞，到处水洼。这水洼也是讨厌，深点可以造船搭桥，浅点可以徒步趟水，它偏是不深不浅让人左右为难。
大军卡在无终两月没过去。乌桓那边已经得到消息，重兵在前面布防。这仗可就不好打了。
乌桓是游牧民族，打不过就跑。孤军深入去抓他们可不易了，胜负难料。
曹操下令原路返回，同时请教当地人。当地人告诉他，在卢龙塞（喜峰口）还有条道出关，只不过早已废弃没人走了。
曹操大喜，率军绕行卢龙塞。临行他让人在路边竖上一块告示牌，上写“方今暑夏，道路不通，且俟秋冬，乃复进军”。以此迷惑乌桓人。乌桓人亲眼看到曹军原路返回也看到了牌子，放心了，以为曹军秋冬再来。实际上曹军绕道出关打了他们一个措手不及。
曹军跟乌桓的决战完全是一个遭遇战。曹操率领骑兵走在队伍前面，撞上了乌桓大部队。乌桓人见到曹军有些慌乱。曹操见乌桓队伍不整，不等后面的步兵到齐就发起进攻。大将张辽率骑兵杀入敌阵“获单于蹋顿”。乌桓群龙无首，乱成一团，很快全线崩溃。此战俘虏乌桓人和袁尚带来的汉人20多万。
曹操马不停蹄率军乘胜追击，直捣乌桓老巢，一举平定乌桓。
袁尚兄弟侥幸逃脱，但终究难逃一死。他俩去辽东投奔公孙康。公孙康听说曹操一战便灭了乌桓大为惊恐，非常担心曹操跟着袁氏兄弟兵锋一转杀向辽东。他假意请袁氏兄弟喝酒，安排刀斧手冲进来砍了两人的脑袋。他把袁氏兄弟的脑袋送给曹操邀功。
曹操这仗赢得侥幸但成果巨大。从此乌桓衰落直至销声匿迹。
曹操在俘虏中挑了一批精壮士兵编入自己的军队。他自此有了一支能征惯战的乌桓部队。
打下乌桓，曹操已经基本统一北方。
东汉十三州，曹操现在已占了七个。全国一半地盘已经姓了曹。曹操成为诸侯中的巨无霸。
此时南方依然四分五裂。荆州（湖北）刘表、益州（四川）刘璋、凉州（甘肃）马腾、扬州（江浙）孙权等军阀割据一方。
曹操统一北方之后纵兵南下，雄心勃勃要统一整个中国。