官渡時，袁紹進軍黎陽，遣顏良攻劉延，沮授勸說：
“顏良性格狹窄，雖然勇猛但不可獨自任用。”反對以顏良獨自領軍，但袁紹不聽。
后曹操救劉延，斬殺顏良，在袁紹將渡河之前，沮授又認為袁軍應該留守延津，分兵進攻官渡，若然戰勝，再增兵官渡也不遲，否則兵眾也可以安全撤離，但袁紹仍然不聽。
沮授嘆息稱病不見，袁紹因此憎恨他，將沮授其所余部隊交由郭圖統領。
袁紹渡河后，駐屯延津南，遣劉備、文丑向曹軍挑戰，曹操領軍擊破，文丑更被曹軍擊殺，震撼袁紹軍。
后曹操回到官渡，沮授向袁紹說：“河北兵雖然人多勢眾但勇猛不如河南兵，河南的糧少而財少過河北。
河南利于速戰速決，河北利于緩慢戰斗，緩慢抵抗拖長戰事。”建議以持久緩進的戰術來消耗曹軍，但袁紹又不聽從。
袁紹攻曹操，初戰勝，起高樓射箭入曹營，但后為曹軍發石車擊破。
后來曹軍擊破袁紹運輸隊，袁紹于是命淳于瓊領軍帶領運輸車，據守烏巢。
沮授又建議派遣蔣奇護送，以防止曹軍攻擊，但袁紹又不從。
后烏巢被曹軍擊破，袁紹將領高覽及張郃又降曹，令袁軍大亂，潰不成軍，袁紹帶著八百騎兵逃過黃河。
袁紹敗逃時，沮授來不及北渡而被俘，被押見曹操，沮授大呼不降，曹操與沮授有舊，見沮授不肯加入他的陣營，感到可惜，嘆息道，若早點得到沮授，那天下現在應該大定了。
沮授雖不降，但仍獲曹操厚待，可是后來沮授密謀回到河北的袁紹陣營，事敗被殺。
袁紹非常喜歡第三子袁尚，讓他跟隨自己身邊治理冀州，準備作為嗣子來培養，同時，袁紹任命長子袁譚為青州都督，次子袁熙為幽州都督。
沮授反對，認為是諸子分立是取禍之道，于是勸諫道：“世稱一兔走衢，萬人逐之，一人獲之，貪者悉止，分定故也。
且年均以賢，德均則卜，古之制也，愿上惟先代成敗之戒，下思逐兔分定之義。”
但袁紹堅持是要令四子各據一州，以觀察其能力，沮授走出袁紹的府門，嘆息道：“禍患要從此始了！”
后來，袁紹死后，袁尚、袁譚果然因爭位而大戰。
袁紹挑選精卒十萬，騎萬匹，準備進攻許都，沮授建議利用優勢軍力和地理形勢，對曹操進行持久戰。
“進屯黎陽，漸營河南，益作舟船，繕治器械”，同時“分遣精騎，抄其邊鄙，令彼不得安，我取其逸”的萬全之策。
如此作為，三年之后就可以使得曹軍疲敝，滅曹定成，而不必急于決戰。
沮授諫阻出兵，違背袁紹的意旨，郭圖等乘機進饞，說沮授的軍權太大、威望太高，難于控制，引起袁紹懷疑。
于是袁紹分監軍為三都督，讓沮授與郭圖、淳于瓊各典一軍，結果自然是兵敗官渡。