全军上下，人心振奋。
此时，北方虽大体平定，但袁尚、袁熙逃亡塞外，依附三郡乌桓，屡次引乌桓骑兵入塞侵扰，掳掠边民、抢夺财物，成为北方最大边患。曹操深知，若不彻底解决乌桓与袁氏残余，河北永无宁日。于是，他下定决心，远征塞外，一举肃清北境。
东汉末年，辽西、辽东、右北平三郡的乌桓部落相互联合，号为三郡乌桓，势力最强，其首领为辽西部的单于蹋顿。乌桓与袁氏世代交好，袁绍生前曾以朝廷名义封其首领为单于，彼此互为外援。多年来，三郡乌桓屡屡入塞，杀掠吏民、劫掠财产，边境百姓苦不堪言。
五月，曹操亲率大军北上，抵达无终（今河北玉田）。当时正值盛夏雨季，沿海道路积水成泽，浅处无法通行车马，深处不能承载舟船，大军寸步难行。
危急之时，当地名士田畴前来拜见，向曹操献策：放弃积水难行的滨海大道，改走一条早已废弃、但仍有小径可寻的旧道，出其不意，直插乌桓腹心。
曹操从其计，在田畴引导下，大军登徐无山，出卢龙塞（今河北喜峰口一带），一路开山填谷五百余里，穿越人迹罕至的险地，如神兵天降，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，乌桓才猛然察觉。蹋顿当即与袁尚、袁熙等人集合数万精锐骑兵，仓促迎战。
两军相遇，乌桓骑兵人数众多、气势极盛；而曹军主力辎重尽在后方，披甲战士不多，左右将士无不惊惧。唯有大将张辽力主速战，极力劝说曹操立刻出击。
曹操登高远望，见乌桓军虽多，却阵势不整、号令不一，战机就在眼前。他当机立断，将自己手中的指挥麾旗授予张辽，令其暂领先锋，全权指挥突击。
张辽手持大旗，身先士卒，趁乌桓阵势尚未稳住、阵脚微动之机，率精锐铁骑发起雷霆猛攻。乌桓军大败，尸横遍野，单于蹋顿被当场斩杀，群龙无首，全军溃散。
白狼山一战，曹军大获全胜，胡、汉各族归降者达二十余万之多，三郡乌桓主力被彻底歼灭。
袁尚、袁熙等人仅带少数亲骑，向东逃窜，投奔割据平州的公孙康。
此时，麾下诸将多劝曹操乘胜东进，一举击灭公孙康，捉拿袁尚、袁熙。
曹操却笑着摇头：“我不用动兵，自会让公孙康斩下袁尚、袁熙的首级送来。”
于是下令全军班师回朝。
果然，曹军刚一撤退，公孙康便设计斩杀袁尚、袁熙，将
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