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官渡之战后，袁绍积郁成疾，呕血而亡。袁绍少子袁尚据邺城，统领袁绍旧部。袁绍的另两个儿子袁谭、袁熙也各自拥兵自重。袁氏兄弟仍有很大势力。曹操想要一举将其扫平，并非易事。

袁绍在世时，其子袁谭、袁熙、袁尚为了各自的利益明争暗斗，各植党羽。审配、逢纪依附袁尚，辛评、郭图依附袁谭，袁绍死时审配矫命使少子袁尚嗣位。袁谭不得立，自号车骑将军，由是袁尚、袁谭有隙。曹操出兵征讨时，袁谭驻守黎阳，袁尚只拨给他很少的一部分兵力，还派亲信逢纪到袁谭军中作监军。袁谭大怒，杀逢纪于军中，二袁矛盾激化，曹操乘机攻黎阳。袁谭无奈，只得向袁尚求救。袁尚欲分兵袁谭，又担心袁谭势力过大，遂使审配守邺，亲率大军救黎阳，结果被曹操败于城下，袁尚、袁谭只好弃黎阳退保邺城。曹操诸将欲乘胜攻邺城，一举消灭袁氏兄弟。曹操最信任的谋士郭嘉向他提出了不同意见，他说：“袁绍爱此二子，莫适立也。有郭图、逢纪为之谋臣，必交斗其间，还相离也。急之则相持，缓之而后争心生。不如南向荆州若征刘表者，以待其变，变成而后击之，可一举定也。”也就是说，袁氏兄弟本就有矛盾，如果他们受到外来的压力，就会自动团结起来，共同对外。如果外部压力减缓，他们的内部矛盾就会激化，自古如此，所以设法让其矛盾激化，听任其自相残杀，然后再举兵各个击破。

曹操听从了谋士郭嘉的建议，便率军南征刘表。果不出郭嘉所料，曹军一撒，二袁立刻反目。袁谭在郭图、辛评的挑唆下，为争夺冀州向袁尚发难，被袁尚击败，逃往平原。袁尚留审配守郎城，自率大军将袁谭包围在平原。袁谭派辛评的弟弟辛毗向曹操乞降求救。曹操向群下征求意见，多数认为应坐山观虎斗，待其两败俱伤，现应集中兵力攻灭刘表。谋士苟攸却说：“天下方有事，而刘表坐保江、汉之间，其无四方志可知矣。袁氏据四州之地，带甲十万，绍以宽厚得众，借使二子和睦以守其成业，则天下之难未息也。今兄弟构恶，此势不两全，若有所并则力专，力专则难图也。及其乱而取之，天下定矣，此时不可失也。”即如果袁氏兄弟中的一个吃掉另一个，就会减少内耗，势力增加。因此应援救袁谭，暂时使二者相争斗，以便以后图取。曹操对苟攸建议连连称善，乃指挥大军回师黎阳以解平原之围。袁尚见曹操回师，急忙撤围还师邺城。袁谭被救，接着曹操与之结亲，进行安抚，又进一步分化袁氏兄弟。

建安九年(204)二月，袁尚使审配、苏由守邺，再次率大军围攻袁谭所在的平原。曹操乘机出兵攻邺，当曹军离邺五十里时，苏由表示愿为内应，谋泄，被迫逃出城投奔曹军。曹操下令开挖地道攻邺，审配则挖沟阻挡。曹操又令围城挖沟，宽深各两丈，引漳水灌城。自五月至八月，城中饿死者过半。袁尚闻知邺城告急，将兵回救，却被曹军击败，袁尚逃往幽州，投奔其兄袁熙。邺城只好开城投降。

在曹操围攻邺城时，袁谭乘机夺取了河北东部地区，曹操攻克邺城后回师，顺便吃掉袁谭。建安十二年，曹操北征乌丸，袁尚、袁熙与乌桓联兵相拒，兵败后就逃奔辽东。辽东太守公孙康仗着自己的地盘与曹操相隔千里，不肯服从曹操，有人建议曹操攻灭公孙康，擒拿袁氏兄弟。曹操听后哈哈大笑说：“我正欲使公孙康杀袁氏兄弟，不必劳师远征了。”不多久，公孙康果然带着袁氏兄弟的头来见。众将向曹操请教其中的奥妙，曹操说：“公孙康向来怕袁氏兄弟兼并他，二袁上门投奔，他必定猜疑。如果我用兵急攻，他们会联合相拒。如果我们放他们一码，他们就会自相火并。”

曹操在平定袁氏兄弟的过程中，采用谋士郭嘉和荀攸的计谋，虚虚实实，奇正相生，使袁氏兄弟自相残杀，终以较小的代价夺取了最大的胜利。