袁谭被袁尚打败了，派人求救于曹操。曹操见机会不可失，才再回兵攻取河北。从建安九年（公元204年）二月里攻击袁尚的根据地邺城（汉邺县，今河南临漳县），到八月里才攻下。袁尚是本来在外面的，逃到中山（今河北定县）。此时袁谭已乘机占领了冀州的东部，就去攻击袁尚，袁尚逃到故安（汉县，今河北易县东南）去，依靠袁熙。曹操突然又和袁谭翻脸了。建安十年（公元205年），在南皮县（今河北南皮县）地方把他攻杀。袁熙、袁尚逃入乌丸。
乌丸亦作乌桓，乃是一种异民族，在现今热河、辽宁境内的，屡次侵犯边界。建安十一年（公元206年），曹操筹划出兵去征伐他，在现在河北的东北境辟了两条水路，以便运粮。十二年（公元207年）七月里出兵，因沿海大水，道路不通。先是刘虞被公孙瓒所杀，他手下的田畴，立意要和他报仇，就带着宗族，入居徐无山中（在今河北遵化县西）。避难的人民依附他的很多。田畴替他们立起章程，申明约束，居然很有条理，北边都很信服他。曹操出兵时，把田畴也招罗在军中。田畴说：旧北平郡之北，本来有一条路，出卢龙塞到柳城去的（这是从今遵化向东北龙井关的路。柳城，汉县，在今辽宁兴城县西南）。从后汉以来，路绝不通，然而还有些痕迹。倘使从这一条路出兵，攻其不备，一定可大获全胜的。曹操听了他的话，就从这条路出去。果然一战而杀了三个乌丸的酋长，剩下来一个，和袁熙、袁尚逃到辽东。当时的辽东太守是公孙康，也是要据地自立的，袁熙、袁尚的资格岂能服从他？所以有人劝曹操进兵辽东，曹操就逆料他们不能相容，径从柳城回兵。果然公孙康把袁熙、袁尚的头送来了。到此，袁氏才算全灭。