曹操回軍許都，有人來報段煨殺了李傕，伍習殺了郭汜，提頭來獻。同時段煨又将李傕合族老小二百餘口活解押入許都。曹操傳令分在各門處斬，并傳首号令，一時人民稱快。
天子升殿，大會文武，并設太平筵宴；封段煨為蕩寇将軍、伍習為殄虜将軍，各自領兵鎮守長安，二人謝恩而去。曹操随後上奏張繡作亂，當要興兵讨伐；天子親排銮駕，送曹操出師。此時正是建安三年夏四月。
曹操留下荀彧守在許都，調遣兵将，自率大軍出發。行軍之時，隻見一路麥田已熟，但百姓平民卻因兵到，遠遠逃避在外，不敢前來割麥。曹操便派人遍谕遠近村人父老，及各處守境官吏，道：“我奉天子明诏，出兵讨逆，為民除害。方今麥熟之時，不得已而起兵，大小将校，凡過麥田，但有踐踏者，并皆斬首。軍法甚嚴，爾民勿得驚疑。”百姓聞谕，無不歡喜稱頌，望行軍揚塵遮道而拜。官軍經過麥田，盡皆下馬以手扶麥，相遞傳送而過，不敢踐踏。
割發代首
曹操乘馬正行，忽然田中驚起一隻鸠鳥。那馬不識，竄入麥田，踐踏踩壞了一大塊麥田。曹操随即喚來行軍主簿，拟議自己踐麥之罪。主簿道：“丞相豈可議罪？”曹操道：“我自制法，我自卻犯，何以服衆？”随即掣出所佩之劍便欲自刎，衆人急忙攔救。
郭嘉道：“古者《春秋》之義：法不加于尊。丞相總統大軍，豈可自戕（qiāng）？”曹操沉吟良久，道：“既然《春秋》有法不加于尊之義，我姑且免死。”随後以劍割下自己頭發擲在地上，道：“割發權且代首。”又讓人以發傳示三軍，道：“丞相踐麥，本當斬首号令，今以割發代首。”于是三軍悚然，無不懔遵軍令。
張繡聞知曹操領兵前來，急忙發書報給劉表，使其為後應；一面與雷叙、張先二将領兵出城迎敵。兩軍對陣，張繡出馬，鞭指曹操大罵：“你乃假仁假義，毫無廉恥之人，與禽獸何異！”曹操大怒，命許褚出馬。張繡命張先接戰，隻三合，許褚斬張先于馬下，張繡軍大敗。
曹操領軍追到南陽城下。張繡進城，閉門不出。曹操圍城攻打，卻見城壕甚闊，水勢又深，急切間難以靠近城池。于是命軍士運土填壕，又用土布袋連同柴薪草把混雜，堆在城邊以作梯凳；同時再架起雲梯以窺望城中；曹操親自騎馬繞城觀看。
如此三日，曹操傳令軍士在西門角上，堆積柴薪，會集諸将，準備就在那裡上城。城中賈诩見到如此光景，料知曹操之意，便欲将計就計。
賈诩對張繡道：“我在城上見曹操繞城而觀三日。他見城東南角磚土之色，新舊不等，鹿角多半毀壞，就有意從此處攻城；卻故意在西北上堆積柴草，詐為聲勢，欲哄我撤兵去守西北，曹軍乘着夜黑必會爬東南角進城。”張繡道：“那便如何是好？”賈诩笑道：“此事極易。來日可令精壯兵士，飽食輕裝，盡藏在東南房屋之内；再叫百姓假扮軍士，虛守西北。夜間任由曹兵從東南角上爬城，待其爬進城時，一聲炮響，伏兵齊起，曹操可擒。”張繡大喜，聽從其計。
大敗曹軍
早有探馬報知曹操，說張繡撤兵到西北角上，呐喊守城，東南卻甚是空虛。曹操喜道：“已中我計！”遂命軍中密備鍬钁（jué）爬城器具。日間，曹操隻是領軍佯攻西北角，到了夜裡二更時分，卻領着精兵從東南角上爬過壕溝，砍開鹿角，城中全無動靜，曹軍一齊擁入。
忽然聽得一聲炮響，伏兵四起，曹軍急退。背後張繡親自帶領勇壯軍兵殺來，曹軍大敗，退出城外，奔走數十裡。張繡一直殺到天明方才收軍回城。曹操計點敗軍，折兵有五萬餘人，失去辎重無數；呂虔、于禁二人俱各受傷。
賈诩見曹操敗走，急勸張繡緻書劉表，讓其起兵去截曹操後路。劉表得書，正想起兵，忽有探馬來報孫策屯兵湖口。蒯良道：“孫策屯兵湖口，乃是曹操之計。今曹操新敗，若不乘勢而攻，必有後患。”劉表于是傳令黃祖堅守隘口，一面自己統兵到安衆縣去截曹操後路，一面又派人去知會張繡。
張繡聞知劉表已經起兵，立即同賈诩率兵随後追襲曹操。