正當曹操在鄴城和袁尚及審配展開殊死戰的時候，原困守在平原郡的袁譚，乘機向青州征調部隊，並攻略了冀州東方的甘陵、安平、渤海、河間四郡。
袁尚逃亡中山郡時，袁譚也領軍追蹤而至，袁尚不敢和他對抗，乃棄其部隊，帶著少數隨從逃往故安。袁譚盡收編其兵馬，正好袁熙也從幽州趕到，袁譚便和袁熙重整袁紹舊部，打算重振袁氏雄風。
曹操深知袁譚的野心，便遣使送書信給袁譚，責其不但未以四州歸順朝廷，反而欲擁兵自重，再度行割據之實，顯然違背當年請求援助時之約定。袁譚無言以對，曹操便乘機斷絕其兒女親家關係，派人送還其女兒；然後編組大軍，準備攻打冀州東北區袁譚的勢力範圍。
曹操這次將大部分軍，分別部署在新占領的冀州中部及西區。自己僅帶領張郃和徐晃兩員猛將的軍隊，並由荀攸、郭嘉、董昭組成參謀本部，直屬親衛騎兵隊虎豹騎，則由曹純率領指揮，這也是曹操繼曹真、曹休後第三位提拔的新生代曹族將官，顯示曹操已有計劃培養自己的曹家班底了。
此外，曹操下令青州的遊擊軍團總指揮臧霸和孫觀，由青州北上，進攻袁譚在青州的勢力區。這個安排，也顯示曹操仍有意將這塊複雜又過分遙遠的東戰線，在事後由富獨立統治能力又忠誠可靠的外圍友軍臧霸等來經營管理。
袁譚聽說曹軍指向平原郡，立刻往北撤退兩百多裏，據守在渤海郡的南皮城，準備和遠來的曹軍決一死戰。
建安九年(204)十二月，曹軍攻入平原郡，周圍縣城都投降。但正值嚴寒，河川全部冰凍，行軍非常困難，袁譚判斷曹軍必會在平原郡過冬，等春天後再行進攻南皮。不過，曹操在和參謀人員詳細信評時機和作戰的艱辛程度後，仍決定在寒冬裏完成這次北征。