曹操得知劉備領爲徐州牧大怒：“我仇未報，劉備不費半箭之功，坐得徐州！我必先殺劉備，後戮謙屍，以雪先君之怨！”即傳號令，剋日起兵去打徐州。荀彧入諫說：“昔高祖保關中，光武帝據守河內，都深知固本以制動天下，進足以勝敵，退足以堅守，所以雖有困難，終成就大業。主公本來首事兗州，也像是以前的關中、河內。今如果取徐州，多留兵則不足用，少留兵則呂布乘虛而攻，便會失去自己兗州。如果徐州沒有得到，主公該怎麼辦呢？今陶謙雖死，已有劉備守之。徐州之民，既然已經服從劉備，必助劉備死戰。主公棄兗州而取徐州，是棄大而就小，去本而求末，以安而易危也。願熟思之。”曹操說：“今年土地荒蕪缺糧，軍士坐守於此，終非良策。”荀彧說：“不如東攻陳地，使軍就食汝南、潁川。黃巾餘黨何儀、黃劭等，劫掠州郡，多有金帛、糧食、此等賊徒，容易破之；破而取其糧草，供養三軍，朝廷喜，百姓悅，這時順天之事。”於是曹操讓夏侯惇、曹仁留守，自己率領軍隊進發，以曹洪、典韋爲先鋒，很快擊敗以劉闢、何儀、黃邵、何曼爲首的黃巾軍，劉闢、何儀投降，黃邵、何曼被殺。
興平二年(195年)春天，緩過氣來的曹操親自進攻當時呂布駐軍山陽的鄰城定陶，並派曹仁攻打句陽，以期達到孤立呂布的目的。結果成功迫使呂布後退。夏天，呂布決定反撲，派薛蘭，李封屯兵鉅野，準備以此吸引曹操的主力，自己率領大軍隨時準備接應。但他的這個如意算盤被曹操看透，他派曹仁攻打鉅野，給人以曹操本人在曹仁軍中的錯誤感覺。呂布果然上當，率輕騎趕往鉅野，準備合擊曹軍主力。結果在半路上遇到了曹操的伏兵，大敗而逃。曹操乘勢以全軍攻擊薛蘭李封軍，薛、李軍被前後夾擊，戰事很快就演變成了一場屠殺，薛李全軍被殲----曹操對呂布首次取得了重大勝利。
這時候，敗退中的呂布與陳宮部會合，聚集到一萬多部隊。兩人一合計，決定打敵人一個措手不及，於是轉身又來戰曹操。曹操沒想到呂布回來的這麼快，之前已經讓各部隊分散出去收集糧草去了，駐紮在鉅野的中軍只有一千來人。倉促間，曹操大膽的採取了"空城計"，把全部的一千人統統列陣於營外虛張聲勢，呂布陳宮觀察到曹操大營西邊有個大堤，南邊
有大片的樹林，又見曹操的有恃無恐狀，料想對方肯定有伏兵，便就地紮營，着力於鞏固防禦陣地，不敢貿然進攻。曹操當晚連夜調回了大量的部隊，全部埋伏到大堤下，作好了打敗呂布軍的準備。而呂布得到報告，才知道曹操昨天的舉動不過是虛張聲勢而已，心裡很後悔，第二天一早便主動進攻。
他大模大樣的率領騎兵直接突擊堤上的曹軍中軍，結果曹軍伏兵大出，呂布軍出其不意，大潰，退回本陣才勉強穩住了陣腳。晚上，由於害怕在與曹軍的決戰中被全殲，呂布便連夜逃走，與陳宮一起，放棄了兗州。取得鉅野會戰決定性勝利的曹操，順利拿下了定陶城，並分兵平定了叛變的諸郡縣。十二月，攻陷雍丘，由於攻城花了五個月之久，曹操展開了血腥的殺戮，張邈滅族。張邈本人在去投靠袁術的途中被部下殺害。這樣，從張邈陳宮叛變到曹操收回失地，前後共花了一年多的時間。
這年十月，漢獻帝正式封曹操爲兗州牧，這回終於不是自封的了。繞了一大圈後，死傷無數人之後，兗州重新回到曹操的懷抱，豫州和徐州的部分地區也在控制之中。這一年曹操41歲，進入不惑之年的他政治上有了更加開闊的視野。他也爲好友張邈感到惋惜，少時一起長大，討伐董卓時還是他幫助自己調集軍隊出兵汴水之戰，第一次出兵時向家人交代後事說：“我如果(戰死)回不來了，你們去投靠孟卓(張邈的字)吧。”而戰後返回與張邈的見面時，兩人竟然激動的淚流滿面--他們之間深厚的友誼真讓旁人感動唉。
爲什麼曹操親信任的老戰友張邈和最器重的部屬陳宮會叛變呢？張邈的問題出在他的嫉妒心上。他從小就喜歡做老大，爲此仗義疏財到傾家蕩產也在所不惜，士人因此多歸附他。討伐董卓的時候就已經做到了陳留太守，地位實力及名聲均在曹操之上。誰知曹操很快就做了兗州牧，自己反成了他的下屬，心中非常的不平衡。加上他與袁紹的關係很惡劣，而當時曹操與袁紹已經結盟，他很害怕曹操終有一天會殺了自己向袁紹獻媚。所以被陳宮一鼓動，就馬上叛變，並迎接了他的盟友呂布進入兗州。
陳宮的問題則出在他的俠義心上。他的性格剛直壯烈，對曹操破袁術後殺掉素有才名的前九江太守邊讓，並且強佔邊讓美麗的妻子做情婦這件事很不能
釋懷。而且，他和陶謙的關係很好，曹操討伐陶謙，陳宮一再勸阻，曹操根本不聽，也沒帶有他出徵。但仍然交給他一支部隊駐守東郡，防備可能來自冀，青州的危脅----由此足見曹操對他的信任。陳宮卻辜負了這份信任，正好率領這支部隊去迎接呂布進了兗州。
這次反叛使曹操認識到了人才的重要性：陳宮的智計高絕，幾次把曹操逼到了死路，如果不叛變，相信日後能達到荀彧荀莜賈詡那樣的高位，這樣的人才跑了真可惜。幸虧出現了個富有智謀，具備堅強意志的程昱，不僅在關鍵時刻力挽狂瀾，而且在曹操最艱難的時候，堅決制止了他投靠袁紹的錯誤念頭，否則，曹操的命運就和後來的劉備差不多了。此外，荀彧的從容，韓浩的果敢，典韋的猛勇，甚至還有夏侯惇的忠於職守......都在關鍵時刻幫了曹操一把。想要得到天下，這樣的優秀人才是必不可少的啊！所以後來曹操就有《求賢令》的頒佈，使全國大半人才都聚集到了他的左右。這次反叛也使曹操認識到了後勤的重要性。與呂布的戰爭中，由於蝗災的嚴重影響，糧草接濟不上，不僅沒能拿下濮陽，還因爲供應不足而被迫解散了大量官吏和部隊，最後只剩下萬多人，甚至差點投靠了袁紹！相信那時候，曹操才真切體會到了《孫子兵法作戰篇》中那段"凡用兵之法，馳車十駟，革車千乘，帶甲十萬，千里饋糧，內外之費，賓客之用，膠漆之材，車甲之奉，日費千金，然後十萬之師舉矣。"的深刻涵義。痛定思痛，後來他之所以堅持不懈的大力推廣屯田之策，應該是受到這次危機的強烈刺激所致了。這次反叛，還使曹操認識到了士兵素質的重要性。夏侯惇部的譁變，濮陽城裡的潰敗都是士兵素質過低產生的後果，這嚴重影響到了戰爭的勝敗，幾乎把曹操推到絕境，曹操由此更堅定了強兵的思想。由於當時曹軍的主力是收編的青州黃巾軍，人數雖衆，素質卻過低，要想通過法制建設在短期內把他們訓練成鐵軍是不可能的。幸虧有了那場蝗災！那場蝗災的負面效應是使曹軍的規模銳減，但正面的效應卻是使曹軍去蕪存菁，反而增強了戰鬥力。這樣，就大大降低了曹操治軍的難度。在後來曹軍不斷的壯大中，始終堅持了治軍的建設，從而爲曹操在官渡以少勝多，後來更統一北方打下了堅實的基礎。
（本章完）