袁尚、袁熙、辽西乌桓行单于蹋顿、辽西单于楼班、辽东乌桓单于峭王苏仆延（速仆丸/速附丸/速付丸）、右北平单于能臣抵之（于能臣）、右北平乌桓单于汗鲁王乌延、上谷乌桓大单于难楼王难楼等领数万骑奔向白狼山。
八月，曹操军刚登上白狼山，仓卒与乌桓虏遇，乌桓众骑甚盛。曹操车重在后，披甲者少，左右将领皆惧。
曹操登高，望乌桓虏阵不整，使荡寇将军张辽、偏将军张合为先锋，曹纯虎豹骑纵兵击之，偏将军徐晃、左度辽将军鲜于辅、乌桓校尉阎柔等将继进，护军韩浩、领军史涣压阵，乌桓众骑大崩。
曹操军阵斩蹋顿、乌延、难楼等，围攻乌桓老巢柳城不克，郭嘉献上周不疑破城十计，曹操选用一计，立刻破城。
于是，趁势追击逐北，扫荡四郡乌桓，胡、汉降者二十余万口。其中许多汉人口乃乌桓掠去的人口。
乌桓部落之一的乌桓王骨进曾大举入边，掠汉望族牛马、财物甚众。
曹操军扫北，辽西鲜卑素利部落引兵应曹操，袭乌桓部落之一的乌桓王骨进的大营，获马千匹，骨进败，几乎被擒，逃散遁北而去。其它鲜卑部落异视素利。
楼班、苏仆延、乌延，难楼等弃其种人，与袁尚、袁熙投奔辽东太守公孙康，其众尚有数千骑。
右北平乌桓大人寇娄敦、辽西乌桓都督王护留、辽西乌桓大人王同、辽西乌桓大人王寄等率一部向北逃入漠北。
有将劝曹操继续进兵击公孙康，曹操曰：“吾方使公孙康斩送袁尚、袁熙首级，不烦用兵矣。“
九月，曹操引兵自柳城还，走原定进攻路线返回。
时天寒且旱，二百里无水，军又乏食，曹操军杀马数千匹以为粮，凿地入三十余丈方得水。
郭嘉病死于路途中，曹操哭呼：“哀哉奉孝！痛哉奉孝！惜哉奉孝！”。
公孙康欲取袁尚、袁熙以为功，乃先置精勇之士于厩中，然后请袁尚、袁熙入，未及坐，公孙康叱伏兵擒之，于是斩袁尚、袁熙、楼班、苏仆延、乌延、难楼等首级送与曹操。