曹操的优势是出其不意，手下都是勇冠三军的猛将和百战余生的精锐骑兵和王牌“虎豹骑”，不过他们经过十几天的山路和急行军，体力已经大打折扣，更何况他们的重装主力步兵在后面。
“主公，敌人数倍于我，不若等步兵到了再开战吧！”
“主公，我们急性而来，将士们都很疲倦了！”
“敌军以逸待劳，主公，我们还是暂且后退吧！”
……
面对数倍于自己的乌桓军，很多曹军将领都感到恐惧和发怵，请求缓战。
‘敌军势大，我军则疲惫不堪，应当暂缓进攻。’
曹操也不认为现在是发动攻击的时机。
“敌阵不整的战机会稍纵即逝，我们怎么能缓战呢？”一道语气奋发的声音响起，众人循着声音看去，却是张辽请求出战，“敌阵不整，我军应该急速出战。”
说罢，张辽站了出来，单膝下跪道：“末将请战。”
曹操看向敌阵，果然发现乌桓军阵不整，阵形松散，再加上张辽有这么勇猛无畏，于是便把自己所持的旌旗给了他，命令他和张合二人为前锋冲阵。
张辽临时获得了曹操用来指挥部众的麾旗，立马拍马离开了陡峭的山坡，来到了山谷之中，于乌桓骑兵遥遥相望。
“目标敌阵，全军出击！”张辽一马当先冲了出去，徐晃、张郃、鲜于辅、阎柔、曹纯也紧随其后。
“杀啊！”
“冲啊！”
“出击！”
……
见将领们都这么英勇，曹军骑兵也顾不得浑身酸痛了，咬牙冲了出去。
乌桓的优势是以逸待劳，兵马“盛众”，足有数万骑兵，但他们面对曹军的到来却有些措手不及，而且和其他游牧民族一样，他们单兵能力强，但整体作战弱。
“咻咻……咻咻……”
毫无纪律的乌桓骑兵在首领的怒吼下，发出了几阵稀拉的箭雨，可是这些箭矢落在身着重甲的虎豹骑身上，就如同雨滴砸在了玻璃上——瞬间就滑落在地上了。
“披发持弯刀骑黄马的是蹋顿，斩杀蹋顿！”张辽手持长枪，直奔蹋顿而去。
众将眼神发亮，奋勇争先地杀向蹋顿，虎豹骑们也不甘落后，如同猛虎下山般杀向蹋顿。
乌桓骑兵原本就人心惶惶，一看曹军如此勇猛，其阵行开始崩溃，在蹋顿的连连怒吼下才勉强结成阵型冲向曹军骑兵。
可是这种战阵如何能与虎豹骑演练数年的锋矢阵相比呢？
张辽和众多将领组成了剑尖，而虎豹骑和其后的精锐骑兵们便是剑刃，他们在阵地中横冲直撞。
惨淡的日光下刀群枪林簇拥闪耀，曹军如同划破豆腐般轻易地凿穿了乌桓骑兵的阵型，冲得乌桓骑兵四散奔逃。
不知道杀了多少了，见前方豁然开朗，张辽知道这场战役胜利了，剩下地便是屠杀了。
“敌人阵型已乱，随我杀！”
他立马调转马头，整支队伍绕了一个大圈再次冲向乌桓骑兵。
“杀！”
“杀！！”
“杀！！！”
……
曹军骑兵结成锋矢阵，再次冲向了阵型已乱的乌桓骑兵。
乌桓骑兵早已被杀得难辨东西了，他们惨叫着东奔西跑，在曹军骑兵的肆意砍杀下发出响彻天际的惨叫声、告饶声、哭喊声。
混战中，曹纯麾下虎豹骑擒获单于蹋顿，当场将其斩首。
乌桓骑兵本就士气低落，见自己单于被斩杀，当即士气崩坏，全面溃败，最终被杀得七零八落，尸体铺满大地，到处都是黑红的血泊。
曹操大获全胜，并一举平定了三郡乌桓的“亲袁势力”，直接占据柳城，斩蹋顿及名王以下十余人，俘虏二十余万人。
这是场遭遇战，其实也是场决战。如果曹操战败，那么全部曹军势必全军覆没于辽西，因为他们没有退路。
幸好运气是站在曹操这边的，大破乌桓及袁尚军。
战败的袁尚、袁熙兄弟与辽东单于速仆丸带着残余的数千名骑兵投奔公孙康。
看着落荒而逃的袁尚、袁熙兄弟与辽东单于速仆丸，以及跟随他们的数千名骑兵，有将领建议道：“主公，看袁尚、袁熙兄弟逃窜的方向应该是要投奔公孙康，不若乘势追击，不留后患。”
“我将让公孙康送来袁尚、袁熙的人头，不必再劳师动众。”曹操高深莫测地笑道，随即便下令从柳城班师。
袁尚逃到辽东后，便同袁熙商量说：“现在到辽东，公孙康必然见我，我一个人为兄长亲手杀了他，并且占领辽东，还可以用来扩大自己。”
公孙康心里也打算捉住袁尚来邀功，就事先在马棚里安排了精强勇猛的士兵，然后出来邀请袁尚、袁熙。
袁熙察觉出不对，不想进去，可是坑哥达人袁尚强迫他进去，袁熙不得已就同他一道进去。
还没来得及坐下，公孙康喝让伏兵捉住他们，把二人五花大绑扔在了结冰的地上。
饥寒交迫的袁尚对公孙康说：“我马上就要死了，可以在我死前给我们坐席吗？”
公孙康讥笑说：“你的头颅马上就要走万里路，要席子干什么用？”
接着他便下令斩杀袁尚、袁熙，连同速仆丸的人头一起送给曹操，并表示了归顺的意思。
曹操大喜，立马封公孙康为襄平侯，授任他为左将军。
将领中有人问曹操：“您已退军而公孙康杀死袁尚、袁熙，这是为什么？”
曹操笑道：“公孙康一向畏惧袁尚、袁熙，我如果急攻，他们就会合力抵抗；缓和时，他们就会自相残杀；是形势使他们这样做的。”
建安十二年九月，曹操从柳城班师，此时滨海道可行，曹操途经碣石，策马上山，遥望渤海，回想自己功盖寰宇，意气风发，于是留下《观沧海》:
东临碣石，以观沧海。
水何澹澹，山岛竦峙。
树木丛生，百草丰茂。
秋风萧瑟，洪波涌起。
日月之行，若出其中。
星汉灿烂，若出其里。
幸甚至哉，歌以咏志。
此战唯一美中不足的便是郭嘉因为水土不服的关系英年早逝了，曹操临其丧，哀甚，对荀攸等人说道：“诸君年节孤辈也，唯奉孝最少。天下事竟，欲以后事属之，而中年夭折，命也夫！”
紧接着，曹操收编三郡乌桓骑兵加入自己的军队，“由是三郡乌丸为天下名骑”，大大发展了曹军的骑兵部队。