曹操对张辽的勇气深为嘉许，特将自己指挥用的大旗授予张辽，并以之为前锋，命他率部分精锐骑兵先行出击。
张辽领命后，居高临下，一马当先，率部向敌人出其不意地发起冲击。虽然他们人数不多，但却如同一股遏止不住的激流一样，杀到哪里，哪里的乌桓兵就被冲垮。曹操见状，立即命大部队跟进，对敌人纵兵猛击。令人吃惊的事发生了，那么大规模的乌桓军团居然转眼就崩溃了，骑兵们四散溃逃，毫无一点草原勇士的样子。
其实说怪也不怪，因为这不是单兵对单兵的胜利，而是团体对单兵的胜利——曹军是团体，乌桓联军不过是一个个单兵，纵然数量众多，又何济于事？
很多年前，卫青、霍去病出击匈奴的那经典一幕，又在塞外重现了。曹军大获全胜，斩杀和俘获敌军无数，蹋顿也在逃跑时，为曹纯的“虎豹骑”所擒获，并被当场斩杀。
曹操挥师前进，敌军望风披靡，当曹军到达柳城时，投降和归附者已达二十多万人。袁尚、袁熙及苏仆延、楼班、乌延等乌桓首领，在走投无路的情况下，只得率少数残兵逃往辽东郡，前去投靠辽东太守公孙康。
柳城既下，有人劝曹操乘胜追击，直捣辽东郡，毕竟袁尚等人也带去了数千骑兵，而公孙康又一向不肯归附曹操。曹操却说，我已经让公孙康将袁尚、袁熙的首级送来，不需要再劳师远征了。
公孙康会听您的？众人听了都有些迷惑不解，曹操也不多作解释，待部队在柳城进行短暂休整后，即班师南还。
未几，公孙康果然将袁氏兄弟及苏仆延等人全部杀掉，并将他们的首级送交曹操。曹操的话还真灵验了，诸将大感惊奇，问曹操其中究竟有何玄机，曹操笑了。
枪打出头鸟
袁尚得势的时候，一直想夺公孙康的地盘，而公孙康以据地自立为目标，也最怕其地盘被袁尚夺去。如果曹军进攻辽东，这些人被逼急了，就会联合起来，以渡危机，但如果曹军暂时不去攻打他们，他们又会因互不信任而自相残杀。“我根据形势判断，必然如此”，曹操总结道。
事实也正是这样。当袁氏兄弟刚逃到辽东的时候，公孙康担心曹操来攻，就暂时接纳了他们，后来见曹操不仅不来攻，反而南撤，顿时感到自己的最大威胁不是曹操，而是近在咫尺的袁氏兄弟。
为了除掉二袁，公孙康给他们摆了一桌鸿门宴。二袁不知是计，居然也想靠个人勇力，在席间找机会把公孙康给杀掉，然后占据辽东。双方不谋而合，只是公孙康先出手，让埋伏好的武士将他们给杀掉了。
曹操歼灭乌桓军主力，威震北疆塞外，令公孙康为之胆寒，他把袁氏兄弟等人的首级送给曹操，亦有投其所好，表示归附之意。曹操了解公孙康的心思，当即委任他为左将军，封襄平侯，等于是不费一兵一卒，就迫降了北方最后一支割据势力。
时光仿佛又回到了十几年前，曹操和袁绍这两个日后军政界的巨子，正在一起纵论天下大势和自己将来的作为。
袁绍当时的构想，是将黄河以北、长城以南的冀、青、幽、并四州囊括在手，继而取得乌恒、鲜卑的支持，之后再南下中原，统一全国。从事后的情况来看，除了在统一全国那个环节被卡住，袁绍已基本实现了这一计划。
曹操说得则比较含糊，所谓“依靠天下智力”，其本身就有不拘一格，随机应变之意。不过在占领邺城之后，不管有意还是无意，曹操的一系列军事行动，都已明显与袁绍的规划重合在了一处，只不过袁绍是联合乌恒，而曹操是平定乌桓。
曹操南归，将被乌桓掠去以及逃在塞外的十余万户汉人全部带回。汉王朝一直都设置有护乌桓校尉一职，用于管理乌桓事务，在乌桓被平定之前，护乌桓校尉当然已没法涉足四部乌桓，但仍统率着幽州、并州塞下的万余户乌桓人，这些乌桓人此后也都被陆续迁入中原。
内迁的乌桓人毕竟只是少数，更多的乌桓部众还是留在了原郡，这些乌桓部众都指定了代理首领，并规定由护乌桓校尉及各郡分别进行管理。因在劝退乌桓援助袁谭一事上的非凡表现，牵招成为曹操任命的第一个护乌桓校尉。
相比于袁绍，曹操在解除北疆威胁方面，无疑做得更为彻底有效。在曹操远征乌桓之前，中国社会其实已经崩溃，布满幽、并、凉三州的游牧族都有向南移动的可能。塞外游牧族，以乌桓的势力发展最快，乌桓四部组成联盟，并推举蹋顿为盟主，此举足以表明乌桓已具有建立独立政权的意识，相应地，其“中原化”进程也在加快，一旦乌桓的骑兵集团完成转型，立刻就可以越过长城，占据中原。