接下來，雙方在渡對峙了幾個月，曹這邊糧草快用完了，心裡也有些慌，想退軍回許昌。可謀士荀彧寫信給他，說“此時退軍，必被袁紹追擊，如今正是雙方相持的關鍵時刻，誰先撐不住，誰就輸了”，勸他再堅持堅持。曹聽了荀彧的話，繼續堅守。

沒過多久，轉機來了——袁紹的謀士許攸，因為袁紹不聽他的建議，還了排，連夜投奔了曹。許攸一來，就給曹獻了個計：“袁紹的糧草都放在烏巢，守軍不多，將軍要是能親自帶兵去燒了烏巢的糧草，袁紹的大軍不出三天就會崩潰。”曹一聽，立馬決定——親自去燒烏巢！

當天夜裡，曹挑選了五千銳，換上袁紹軍隊的服，打着袁紹的旗號，從小路直奔烏巢。一路上遇到袁紹的哨兵，就說“奉袁公之命，來烏巢護糧”，順利混到了烏巢。一到烏巢，曹就下令放火，烏巢的糧草瞬間燒了起來，守軍大。袁紹得知烏巢被燒，卻犯了個錯——他沒去救烏巢，反而派張合、高覽去打曹的渡大營，想“圍魏救趙”。可曹的大營防守堅固，張合、高覽打了半天也沒打下來，而烏巢的糧草已經燒了。袁紹的士兵得知糧草沒了，頓時沒了鬥志，四散奔逃。張合、高覽見大勢已去，乾脆投降了曹。

袁紹見大軍崩潰，只好帶着幾百個騎兵逃回了河北。渡之戰，曹以勝多，大敗袁紹，了中國歷史上着名的“以弱勝強”的戰役。戰後，曹在清理袁紹的書信時，發現了不自己手下人給袁紹寫的投降信，有人勸他把這些人抓起來殺了，可曹卻把信都燒了，說“當時袁紹強大，我都不知道能不能活下去，何況其他人呢？”這一手，不僅穩住了人心，還讓手下人更死心塌地跟着他。

渡之戰後，曹用了七年時間，陸續消滅了袁紹的兒子袁譚、袁尚，還北征烏桓，把烏桓的首領蹋頓斬了，收復了遼東。建安十二年，曹北征烏桓勝利後，回師途中經過碣石山，寫下了“東臨碣石，以觀滄海”的詩句，那“日月之行，若出其中；星漢燦爛，若出其里”的氣魄，正是他一統北方後壯志豪的寫照。此時的曹，已經佔據了北方的大部分土地，為天下最強大的勢力。

可就在曹想“一統天下”的時候，赤壁之戰給了他當頭一棒。建安十三年，曹帶着二十多萬大軍（號稱八十萬），順江東下，想先滅劉表，再滅孫權，一舉統一天下。可沒想到，劉表剛死，他的兒子劉琮就投降了曹，而劉備則帶着百姓往江陵逃跑，曹派騎兵追了一天一夜，在長坂坡追上劉備，把劉備打得大敗。劉備沒辦法，只好派諸葛亮去江東，聯合孫權抗曹。

孫權一開始也拿不定主意，投降派和主戰派吵得不可開，多虧了周瑜、魯肅等人力主抗曹，孫權才下定決心，派周瑜帶着三萬水軍，和劉備的軍隊聯合，在赤壁和曹對峙。

曹的軍隊大多是北方人，不習水戰，曹只好讓人把船用鐵索連起來，讓船更穩固，這就是“連環船”。周瑜的部將黃蓋見了，就獻了個“火攻”之計，還假裝投降曹，準備趁機放火。曹一開始還不信，可看到黃蓋的投降信，覺得黃蓋是“識時務”，就答應了。

到了約定投降的那天，黃蓋帶着十幾艘裝滿乾草、油脂的船，順着東南風，往曹的大營駛去。快到的時候，黃蓋下令點火，十幾艘船瞬間變了“火船”，直衝曹的連環船。曹的船都連在一起，沒法分開，一燒就全着了，火還蔓延到了岸上的大營，整個赤壁江面火衝天，喊聲震地。曹的軍隊大，北方士兵不會游泳，要麼被燒死，要麼被淹死，要麼被孫劉聯軍殺死。

曹見大勢已去，只好帶着殘兵從華容道逃跑。華容道泥濘不堪，曹只好讓士兵割草填路，一路上丟盔棄甲，狼狽不堪。等他逃到南郡，二十多萬大軍只剩下幾千人。赤壁之戰，曹大敗，一統天下的計劃徹底泡湯，而孫權和劉備則趁機發展勢力，劉備佔了荊州、益州，孫權鞏固了江東，三國鼎立的局面就此奠定。

赤壁之後，曹知道短期沒法南下，就把力放在了北方的治理和部的穩定上。他一方面繼續推行屯田制，發展生產，讓北方的經濟慢慢恢復；另一方面，他頒布了《求賢令》，提出“唯才是舉”，不管出好壞，不管品行如何，只要有本事，就可以當。這一下，又吸引了不人才，比如賈詡、徐晃、張遼這些人。

建安十八年，曹被封為魏公，建立了魏國；建安二十一年，又進位魏王，有“參拜不名、劍履上殿”的特權，和皇帝差不多了。可他始終沒稱帝，有人勸他稱帝，他說“若天命在吾，吾為周文王矣”——意思是他要像周文王一樣，為兒子打下基業，讓兒子稱帝。

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