据《世语》记载，刘岱死后，陈宫找到曹操，诚恳地说道：“如今兖州没有主官，朝廷的命令也无法传达至此。我愿意前往兖州劝说众人，您随后前去接管兖州，以此为根基，招揽天下英才，成就一番霸业。”随后，陈宫又分别劝说兖州的别驾、治中：“当今天下大乱，各州纷纷割据，而我们兖州却没有主官。曹东郡（曹操时任东郡太守）是当世难得的人才，如果能迎接他来治理兖州，必定能让百姓过上安宁的生活。”鲍信等人听了陈宫的话，也都深以为然。

于是，鲍信与兖州的官吏万潜等人一同前往东郡，迎接曹操担任兖州牧。曹操到任后，立刻率军在寿张东与黄巾军展开激战。战斗中，鲍信身先士卒，奋勇杀敌，不幸力战而死，但曹操的军队最终还是勉强击败了黄巾军。《魏书》详细记载了这场战斗的经过：曹操率领着千余名步骑兵前往战场查看地形，却突然遭遇黄巾军的营地。仓促之间，双方展开战斗，曹操军队因准备不足，陷入苦战，数百人战死，只得暂时退兵。黄巾军乘胜追击，步步紧逼。这些黄巾军长期为贼，历经多次战斗，且多次获胜，士兵个个精悍勇猛。而曹操的军队中，老兵数量较少，新兵又缺乏训练，面对黄巾军的进攻，全军上下都心生畏惧。关键时刻，曹操身披铠甲，头戴头盔，亲自巡视鼓舞将士，明确奖惩制度，提振士气。在曹操的激励下，士兵们重拾信心，奋勇反击。趁着黄巾军攻势稍缓的间隙，曹军发起反击，黄巾军逐渐抵挡不住，开始向后败退。此时，黄巾军派人给曹操送来一封书信，信中写道：“以前你在济南时，毁坏神坛，所行之道与中黄太乙相同，似乎是个明白人，如今却为何执迷不悟。大汉的气数已尽，黄家应当兴起。这是上天注定的命运，并非你凭借个人才能就能改变的。”曹操看完书信后，愤怒地呵骂黄巾军，同时多次向他们表明投降的出路。之后，曹操设下奇计，埋下伏兵，与黄巾军日夜交战。每次战斗，曹军都能有所斩获，黄巾军最终抵挡不住，开始撤退。曹操一心想要找回鲍信的尸体，却始终未能如愿。无奈之下，众人只好用木头雕刻成鲍信的模样，举行祭祀仪式，众人对着木像痛哭流涕，以寄托对鲍信的哀思。

曹操乘胜追击，将黄巾军一直追到济北。走投无路的黄巾军无奈之下，只得向曹操乞降。这年冬天，曹操接受了三十多万黄巾军投降，连同他们的家属，男女老少共计一百多万人。曹操从这些降卒中挑选出精锐之士，组建了一支军队，号称“青州兵”。自此，曹操的势力得到了极大的扩充，在乱世之中站稳了脚跟。

与此同时，袁术与袁绍之间产生了矛盾。袁术为了对付袁绍，向公孙瓒求援。公孙瓒派刘备屯驻在高唐，单经屯驻在平原，陶谦屯驻在发干，形成对袁绍的包围之势，试图以此来逼迫袁绍。曹操与袁绍联合起来，共同出击，成功击败了刘备、单经和陶谦的军队，化解了袁绍面临的危机。

兴平四年春，曹操将军队驻扎在鄄城。此时，各方势力的纷争仍在持续。荆州牧刘表出于战略考量，截断了袁术的粮道。袁术失去了粮草供应，为求生存，只得率领军队进入陈留，在封丘屯驻下来。黑山贼的残余势力以及匈奴於夫罗等人，纷纷赶来协助袁术，一时间，袁术的势力看似又有所壮大。袁术派遣部将刘详驻守匡亭，企图以此为据点，进一步拓展势力范围。

曹操洞察到袁术的意图，果断出击，向刘详发起进攻。袁术得知刘详被困，赶忙出兵救援。双方在战场上展开了激烈交锋，曹操指挥若定，他的军队士气高昂，奋勇杀敌。在曹操的精妙战术与士兵们的顽强奋战下，袁术的军队被打得大败。袁术见势不妙，只能狼狈地退保封丘。曹操乘胜追击，率领大军将封丘团团围住。还没等包围圈完全合拢，袁术便再次弃城而逃，逃往襄邑。曹操怎会轻易放过他，一路紧追不舍，一直追到太寿。为了攻克襄邑，曹操下令决开渠水，水淹襄邑城。袁术抵挡不住，继续逃窜，先后逃到宁陵、九江。直到此时，曹操才停止追击，于当年夏天率军返回定陶。