。之后，曹操哭祭袁绍墓，慰劳袁绍妻子，将袁绍的家人和宝物都还给了袁家，并赐给他们杂缯絮，供养他们家。[] 从这一年起，曹操把自己的据点北迁到了冀州的邺城，政令军队此后皆从此出，而许县则只留些许官吏。

九月，曹操下令：“河北遭受袁氏之难，不用再上缴今年租赋！”又严厉打压豪强兼并，百姓喜悦。曹操领冀州牧，并上表让还兖州牧。当初，曹操围攻邺城时，袁谭趁机攻取甘陵、安平、勃海、河间，又击破故安的袁尚败军，兼并其众。曹操写信给袁谭，责备他负约，与他断绝婚姻，将他的女儿送回，然后进兵。十二月，曹操进入平原，略定诸县。

建安十年（公元205年）正月，曹操攻灭袁谭，冀、青二州平定。当初袁尚兵败后，投奔幽州刺史袁熙。此月，幽州大将焦触、张南起兵反袁氏，袁尚、袁熙又逃奔三郡乌桓。焦触自称幽州刺史，举郡县归附曹操。[] 四月，黑山军首领张燕率领其部众十余万人投降曹操。[] 故安人赵犊、霍奴起兵，杀死幽州刺史，三郡乌桓又围攻鲜于辅于犷平。八月，曹操率兵北征，斩杀赵犊，又渡河救援犷平，乌桓奔走出塞。

当初，袁绍令其外甥高干领并州。曹操攻破邺城后，高干投降了曹操，仍然被任命为并州刺史。而曹操讨伐乌丸之时，高干举州反曹操，捉拿上党太守，举兵守壶口关。曹操遣乐进、李典讨伐高干，高干退守壶关城。

建安十一年（公元206年）正月，曹操攻打高干，高干留别将守城，自己逃入匈奴，向单于求救，单于不从。曹操围壶关前后三月，最终城陷。高干逃向荆州，在途中被上洛都尉王琰捕杀。] 又东征淳于，遣乐进、李典击破海贼管承。[]

建安十二年（公元207年），曹操回到邺城，大封功臣二十多人，皆为列侯，其余依次受封。

曹操为了肃清袁氏残余势力，也为了彻底解决三郡乌桓入塞为害问题，决定远征乌桓。汉末，辽西、辽东、右北平三郡乌桓结合，是为三郡乌桓，其首领为辽西部的蹋顿。三郡乌桓与袁氏关系一直很好，并屡次侵扰边境，掳掠人口财物。

五月，曹操亲率大军到达无终（今河北玉田）。时正雨季，道路积水，“浅不通车马，深不载舟船”。曹操从无终人田畴之议，改从一条久已断绝，但“尚有微径可寻”的路线进军。在田畴的引导下，曹操大军登徐无山（今河北玉田北），出卢龙塞（今河北喜峰口附近），“堑山堙谷五百余里”，直指乌桓老巢柳城（今辽宁朝阳南）。

八月，曹军进至离柳城不足二百里时，乌桓才发现，于是蹋顿与袁尚、袁熙等人率数万骑兵迎击。二军相遇，时乌桓军军势甚盛，而曹军则是“车重在后，被甲者少，左右皆惧”，唯独张辽力劝曹操迎战。曹操登高了望，见乌桓军虽多，但阵势尚未摆好，遂命将自己的持麾授予张辽暂用。张辽指挥先锋部队，乘乌桓军阵稍动之机，向乌桓军发动猛攻。乌桓军大败，死者被野。乌桓单于蹋顿也被临阵斩杀。曹军在白狼山之战中大获全胜，胡、汉降者二十余万。

袁尚等人逃奔割据平州的公孙康。这时，有人劝曹操乘势进击公孙康，曹操说：“吾方使康斩送尚、熙首，不烦兵也。”遂率军还师。不久，公孙康果然斩杀袁尚、袁熙，并将其首级献与曹操。诸将不明所以，曹操说：“彼素畏尚等，吾急之则并力，缓之则自相图，其势然也。”于是，曹操攻破三郡乌桓，也彻底肃清了袁氏势力。[]

十一月，曹操行至易水，代郡乌丸行单于普富卢、上郡乌丸行单于那楼率其部下名王来贺。

建安十三年（公元208年），曹操开辟玄武池训练水军。六月，曹操废三公，恢复丞相制度，自任汉朝丞相。曹操基本平定北方后，兵锋转而南向。七月，进军南