趁着敌阵不整而急速出战：“若依众缓战，敌阵不整的战机会稍纵即逝，当速战。”
曹操在白狼山上观察敌阵，看到乌桓军军阵不整，又听张辽的劝战口气奋发，壮之，便采纳了张辽的建议，下定决心，选择急战，并将自己所持麾旗授予张辽。
“持麾者，妄指则乱矣”，说明，“持麾”的作用在于“指”，张辽负责临阵指挥。根据《魏武军令》的“麾前则前，麾后则后，麾左则左，麾右则右。不闻令而擅前后左右者斩。”因此，曹军各部的进攻方向、进攻时机皆由张辽决定。
张辽临时获得了曹操用来指挥部众的麾旗，离开了陡峭的山坡，来到了山谷之中，指挥先锋部队冲向敌阵，与乌桓骑兵在白狼山下展开了一场血战。
徐晃、张郃、鲜于辅、阎柔、曹纯奋勇争先。
乌桓原本“众甚盛”，但看到曹军如此勇猛，其战阵开始崩溃。
混战中，蹋顿当阵为张辽斩杀。
乌桓群龙无首，最后终于被杀得七零八落，“死者被野”，三郡乌桓的主力骑兵在这场决战中开始全面崩溃。
此战中，曹操大获全胜，斩乌桓单于蹋顿及名王以下十余人，俘虏二十余万人。曹操征战乌桓之白狼山战役，成为中国战争史上“兵贵神速、奇兵制胜”的经典战例。
乌桓军大败，蹋顿被斩，袁熙、袁尚失去依赖，自引数千骑投辽东去了。
曹操入柳城，封田畴为柳亭侯，以守柳城。
田畴哭辞：“我本是负义逃劫之人，蒙厚恩得以活命，已感幸甚。怎能以区区小功贪邀厚赏？死也不敢接受侯爵。”
曹操感其义，拜田畴为议郎，又安抚单于人等后即日回兵。
时值晚秋，天气寒凉，又遇上大旱，二百里没有水，挖地三十余丈才见到水。
军队缺乏粮食，只好杀死几千匹战马作为军粮，一路艰辛至碣石山。
曹操不但是一位杰出的政治家、思想家、军事家，也是一位登高必赋的杰出诗人。
曹操登上碣石山，虽然一路艰辛，但却征服了黄河以北广大地区，巩固了后方，为挥戈南下，进而实现统一天下的愿望奠定了基础，喜不自胜，心潮云涌，胸襟开阔，写下了著名诗篇《观沧海》：
东临碣石，以观沧海。水何澹澹，山岛竦峙。树木丛生，百草丰茂。秋风萧瑟，洪波涌起。日月之行，若出其中。星汉灿烂，若出其里。幸甚至哉，歌以咏志。
大意是：东行登上碣石山，观