呂布這一次統率大軍集中全力對付袁術，雖然取得了大勝，可是卻導致北方邊境的力量空虛，呂布根本沒有想到，這竟然成了致命的疏忽，而現在呂布軍中最為仰仗的謀士陳宮雖然想到了這一點，可是他認為現在己方與袁術開戰這是大義所在，相信曹操無論如何不敢在這時候偷襲己方，再加上之前袁術調動十幾萬大軍，己方面臨的壓力十分巨大，明明知道抽調北方的兵力去作戰其實相當于是飲鴆止渴，卻也管不了這么多了。
可是就在此時，曹操已經秘密調集了五萬大軍，在他的親自率領下來到了泰山郡，乘著呂布剛剛作戰得勝，心中沒有防備之際直接率軍對下邳展開了偷襲。
為曹操出這個主意的是曹操新拜的軍師司馬懿，這個司馬懿雖然年輕，可是滿腹智慧絲毫不比程昱、郭嘉等人差，尤其擅長陰謀詭計，可以說是一肚子的壞水。
其實原本司馬懿是河內溫縣人，可是由于戰亂，他力主帶著家中的兄弟們搬到了黎陽，這是袁紹的地盤，本來這里是個非常安全的所在，可是自從袁紹在河內戰敗，這里也變得不安全了，雖然裴青沒有乘勝對冀州發起進攻，可是無論是曹操還是公孫瓚都將目標瞄準了這里，這讓司馬懿感到這里遲早會發生戰爭，不如還是搬回河內，他相信憑著他的才能一定很快得到裴青的賞識的。
然而令人詫異的是，盡管河內太守荀攸十分欣賞司馬懿的才能并且向裴青舉薦，可是一直沒有回信，就連荀攸都不知道裴青是什么意思，不過荀攸卻知道裴青這么做一定有他的目的，所以也不敢隨便委任司馬懿官職。
司馬懿在這呆了一段時間，見裴青根本就不理會他，便知道自己沒有機會在裴青麾下做官了，只好偷偷離開了溫縣，前往洛陽去見曹操，在他看來，雖然曹操的前途不如裴青，然而將來未必不能跟裴青分庭抗禮。
荀攸其實知道司馬懿離開的事情，可是他感覺自己之前大話說出了口，沒有讓司馬懿獲得重用，心中感到有些愧對司馬懿，所以就睜一只眼閉一只眼，放任司馬懿離開。
司馬懿再到了洛陽之后很快就名聲大振，曹操派人去召他入仕，可是他一再婉拒，最后曹操以司馬懿的家人相威脅，司馬懿才不得不答應為曹操效力，結果兩人一番暢談，曹操驚喜的發現司馬懿是一個漸漸的謀士，頓時心中喜悅，立刻拜司馬懿為軍師，對他委以重任。
這一次謀劃進攻徐州就是司馬懿的第一次算計，同時這個計策也得到了郭嘉和程昱的首肯，只有荀彧有些猶豫，卻無法阻擋曹操的決心，因為曹操知道，他跟裴青和呂布都有仇，如果不主動對付呂布的話，恐怕將來會形成自己被裴青和呂布夾擊的態勢，到了那時自己可就太被動了，既然如此，那自己還不如直接主動出擊，先消滅呂布呢，這樣不僅減少一個威脅，還能壯大自己的力量，在與裴青的決戰中獲得更大的把握。
所以曹操立刻展開行動，以迅雷不及掩耳之勢攻占了東海郡的蘭陵和郯縣，由于呂布沒有防備，曹操大軍這一路上如入無人之境，所過郡縣望風歸降，知道大軍來到下邳城下，呂布這才如夢初醒，慌忙率軍抵抗。
可是這時候呂布的大軍都被派去抵擋袁術了，雖然前線作戰得勝的消息傳來，可是作戰的軍隊都在歸來的途中，在城內僅有五千人駐守，這五千人雖然精銳，可是怎么能夠比得上曹操的五萬大軍？
這一次為了確保大軍能夠及時攻下下邳，曹操專門帶來了他麾下最善于攻城的大將樂進，再加上典韋、于禁、曹洪、曹休、曹真、夏侯惇、夏侯淵等將，在攻城之前，曹操下令將士們連夜制造了數百輛大型攻城器械，而且在攻城命令下達之后，曹操親自擊鼓，以便鼓舞士氣，他麾下那些大將們見狀，無不奮勇爭先，曹軍的人數本來就多，作戰又如此勇猛，呂布雖然英勇，卻如何能夠抵擋這么多人的猛攻？只是堅持了一頓飯的工夫，下邳城就被攻克，呂布見狀，無奈之下只好緊急帶著他的妻子嚴氏以及陳宮等人逃走。
然而陳宮在逃跑的過程中很是不幸，他的戰馬本身就跑得慢，又被流矢所傷，悲鳴一聲將陳宮甩下馬，將陳宮摔了個七葷八素，等到呂布發現這一幕回過頭來想救的時候，陳宮已經被后面的追兵給追上，隨后成為了曹操的俘虜。
呂布看到這一幕心中極為震動，他知道事不可為，無可奈何之下只好縱馬逃走，好在他的赤兔馬跑得快，再加上他的武藝超群，無人敢當，得以順利出逃。
曹操見走脫了呂布，心中十分不安，連忙下令部署防御，同時為了避免城內的百姓有通敵的傾向，他直接下令屠城，于是瞬間，整座下邳城立刻陷入了滅頂之災，原本城內的官吏和軍民盡皆被殺，簡直成了人間地獄。
呂布在出逃之后很快就來到了張闿所駐扎的懷陵城，他見了張闿之后簡單地將事情說了一番，隨后要求張闿立刻率軍前往下邳，幫助他奪回下邳，而且語氣中頗有不耐煩之意。
張闿本來就不是真心投靠呂布，他現在見呂布又要剝奪他的軍權，頓時心中不滿，不過他并沒有表現出來，而是裝作滿臉恭敬的樣子，勸呂布先休息一晚上，等明天一早大軍再啟程前去攻城，不過是一晚上的工夫，曹操該守不住的依舊守不住。
呂布現在又累又餓，再加上他看到他的妻子嚴氏現在也十分疲憊，于是便答應了下來，準備休整一晚上，等到第二天一早再去率軍奪回下邳。
然而令人想不到的是，當天晚上在飲宴的過程中，張闿和麾下的將士們輪番向呂布敬酒，竟然把呂布給灌醉了，就在呂布喝的不省人事之際，張闿冷笑一聲，下令將呂布綁了個結結實實。
本來張闿想要殺了呂布，可是后來他又想到，自己就算殺了呂布也照樣不能擺脫危機，于是派遣使者前去見曹操，將自己擒住呂布的消息告訴曹操，并且向曹操解釋，之前殺曹嵩并不是他自己做主，而是奉了陶謙之命，只要曹操答應原諒他過去所犯的錯誤，并且允許他割據東海，那么他愿意交出呂布，否則的話他只有率領五萬大軍與曹操決一死戰，到了那時雙方自相殘殺，只能讓別人得利。
曹操原本還在擔心呂布走脫呢，現在一聽這個消息頓時心中喜悅，立刻答應了張闿的請求，并且保證只要張闿肯交出呂布，不進之前的恩怨一筆勾銷，他愿意表張闿為揚州刺史，讓張闿暫時住在東海郡，等到以后打敗了袁術，便將這個揚州都交給張闿。