攻擊還是後撤的痛苦選擇中，結果常常選錯。從兵法上講，守和撤都蘊含著戰機，但該守的時候撤了，或者該撤的時候還繼續堅守，都是大忌。
呂布要撤出濮陽是有機會的，他可以在當年夏天撤往濟陰國、陳留郡一帶與張邈會合，鞏固出一塊根據地來與曹操對峙。現在敵人圍上來再撤，就等於承認失敗，一旦潰退下來，走的路線就由不得你挑了，損失也會更大。
呂布由濮陽撤出後，退到了濟陰郡的乘氏縣一帶，這是呂布錯誤的第二步。這裡靠近鉅野澤，那時候這裡是一處面積數千平方公里的天然湖泊，周圍河網縱橫，呂布擅長的騎兵突襲戰術在此根本無法施展。
乘氏當地人李進傾向於曹操，他指揮一支類似於民團的武裝居然將呂布擊破。呂布退到山陽郡，這是他錯誤的第三步。
呂布此時進軍的方向仍然應該是陳留郡，山陽郡境內多山，泗水、濟水等河流在其間流過，呂布應該儘可能向平原地區轉進。陳留郡轄區地勢平坦，面積廣闊，從史料上看曹軍似乎很少在那一帶活動，這裡是張邈控制的地盤。呂布不往西進，而選擇向東，離友軍越來越遠。
呂布向乘氏進軍，可能是想與濟陰郡太守吳資會合。吳資其人情況不詳，不是呂布的人就是張邈的人，他守在濟陰郡的治所定陶。呂布乘氏失利後即使不去陳留郡與張邈會合，至少也應該繼續向定陶進軍，搶在曹軍的前面。
但曹軍更快一步，很快打到定陶城下，吳資奮力還擊，曹軍攻城不利。這個時候，已進入到山陽郡的呂布似乎才明白過神來，向定陶回援。
曹操故伎重演，再玩圍點打援，先置定陶於不攻，以堅定呂布馳援的決定，然後在呂布進軍的路上設下埋伏，將呂布擊敗，一舉故克定陶。
定陶戰役後，曹軍繼續擴大戰果，讓曹仁、曹洪、夏侯淵、于禁以及典韋等人“分兵平諸縣”，將濟陰郡佔領。之後，將攻擊重點轉向山陽郡，尋找呂布主力進行決戰。
山陽郡最北面的鉅野縣是呂布的一個重要據點，呂布手下的薛蘭和李封在此守衛。已投奔曹操的李乾就是鉅野人，曹操之前派李乾回老家安撫民眾，呂布搶先一步派薛蘭、李封佔領了鉅野。薛蘭、李封把李乾打敗並抓了起來，他們試圖招降李乾，李乾不從，於是被殺。
曹操進攻鉅野，將薛、李二人擊破，全部斬殺。曹操收集李乾的舊部，讓李乾的兒子李整繼續率領。不多久，李整也死了，曹操又讓李乾的侄子李典統領這支部隊。這支由山陽郡人為主組成的軍隊以後發展到數千人，一直由李典率領，立下不少戰功。
在發動鉅野之戰期間，曹操估計呂布還會來救助，於是又演圍城打援技法，在呂布進軍的路上設伏，將呂布擊敗。
撤出濮陽之後，呂布已經接連四敗，他終於明白，這樣打下去根本不行，這時他才想起來要與張邈聯合行動。他派陳宮前往陳留郡，向張邈求援。
這個時期的張邈最不可思議，坐視盟軍被打得落花流水而不管，沒有見到他有任何行動。他似乎認為守住陳留郡就可以高枕無憂了，他親率主力守在陳留郡的治所陳留縣（今河南開封東南），讓他的弟弟、前廣陵郡太守張超守離陳留縣不遠的雍丘縣（今河南杞縣）。
此時濟陰郡已經成了“曹統區”，陳宮冒險從中穿過，跑到陳留郡，說動張邈派出一萬人由陳宮率領支援呂布。
當時的主戰場已移至山陽郡，陳宮率軍抵達山陽郡的東緡縣（今山東金鄉）與呂布會合。這支生力軍的到來，讓戰場局勢發生了改變。
曹操此時正親自在山陽郡指揮作戰，呂布、陳宮很快摸到了曹操總指揮部的位置，立即率人馬殺來。此時在曹操身邊的人馬並不多，《三國志》記載只有不到一千人，敵我對比至少是十比一。事情來得太突然，曹操險些喪命。
曹操的人馬都幹什麼去了？由於戰事發展得太快，曹軍的戰線拉得太長，很多將領率人馬在各地作戰。在曹軍將領的傳記中可以看到，曹仁此時在句陽攻打劉何，于禁先在須昌攻打呂布的部將高雅，後又轉戰到壽張、離狐。
面對敵人的突襲，曹操沉著應戰，迅速調集周圍的部隊投入戰鬥，頂住了敵人的壓力，然後發起反擊，反而將呂布、陳宮打敗。
這給親曹派史學家又留下一個表現的機會，王沈的《魏書》像寫傳奇故事一樣描述了此戰的經過：
此時曹操身邊不到一千人，屯營守衛力量十分薄弱。面對數倍於已的敵人，曹操命令婦女們都登上屯營的城牆守衛，把精壯士兵集中起來迎