袁绍要与公孙瓒决战，必须过一道难关：白马义从，这又几乎是不可能实现的。
汉末的幽州铁骑是骑兵中的精锐，“白马义从”又是幽州铁骑中的精锐。在公孙瓒的多年经营下，这支雄师百战百胜，令敌人闻风丧胆。乌桓人之所以愿意归顺，与其说是给刘虞面子，不如说是被这支铁军打怕了。
公孙瓒可以调用的总兵力有十万人左右，除了“白马义从”之外，在其他部队里骑兵所占的比例也比较高，这与幽州跟北方少数民族地理相近有关。袁绍一方的主力大都是韩馥原来的人马，虽然张、义、颜良、文丑都是一流的猛将，但都是归顺不久，忠诚度尚待考验，万一战场上出现失利的情况，他们会不会落井下石还不太好说。
相比
袁绍人马数量不足，要守的地盘很大，能集中起来作战的也就三四万人左右，而且骑兵太少。在华北平原这样的开阔地带，用步兵打骑兵，人数又不占优势，胜算实在很小，更何况敌人拥有“白马义从”这样的战场终结者。
让袁绍头疼的还不止这些，有情报显示，公孙瓒跟黑山军的张燕联系上了，同时还策反了刚刚归顺袁绍的张杨和南匈奴单于于扶罗。公孙瓒又跟徐州刺史陶谦建立了联系，加上老盟友袁术，袁绍基本上算是四面楚歌了。
所以，当公孙瓒以公孙越之死为由南下兴师问罪时，袁绍确实很紧张，赶忙把自己兼任的渤海郡太守一职让给公孙范，用割地的办法先把公孙瓒哄了回去。
在袁绍的阵营里，只有曹操在兖州方面进展顺利，但曹操此刻又不能动，他承担着监视袁术、陶谦等人，护卫冀州南线的重任。袁绍整天跟沮授、田丰、逢纪、许攸等智囊一块商议，试图找到一条破敌之策。
袁绍还在冥思苦想之中，公孙瓒那边已经等不及了，他先发布了一个“讨袁檄文”，然后调集大军向冀州杀来。
这份“讨袁檄文”写得挺下功夫，列举了袁绍的十大罪状，这些罪状里有歪曲事实和无中生有，有夸大其辞和造谣中伤，但也有实事求是。罪状主要是：
一、制造了董卓之祸（袁绍确实负主要责任，但并非全部责任）；
二、不反抗董卓，置天子于不顾，是为不忠（这个大家都有责任）；
三、起兵反抗董卓却不告诉家中长辈，使家族五十多口丧命，是为不孝（这个应该是董卓的责任）；
四、起兵两年来不对付敌人，只顾壮大自己（这倒是事实）；
五、指使韩馥另立新君（这个也是事实）；
六、信任一个叫崔巨业的江湖骗子、算命先生，打仗也要挑好日子，缺乏大臣的风范（人家喜欢，关别人什么事）；
七、杀害有功之臣刘勋（刘勋是谁没查出来，以后曹操手下有个刘勋，但肯定不是此人，袁绍该不该杀他，待考）；
八、向别人要物资，给得不够翻脸就杀人（没有具体线索，不好判断真伪）；
九、身为贱妾之子，还要与嫡出的后将军袁术相争（揭人家的隐私，不厚道，而且这是袁家的私事，不关别人的事）；
十、派周昂攻打孙坚，致使孙坚的讨董大业失败（虽属事实但有些夸张，周昂不去捣乱，袁术、孙坚的讨董大业也难以成功）。
在进行了强大的舆论宣传之后，初平二年（191年）底，公孙瓒亲率大军南下，屯兵于界桥。次年初，袁绍整顿人马也开到了，两军在界桥以南二十里的地方摆开战场。
两军对阵，公孙瓒一方阵容齐整、甲盔鲜明、旌旗飘扬，很有气势，尤其是队列正中的“白马义从”，更是令人闻风丧胆。对面的袁军却摆出了一个奇怪的阵形，也许是来不及训练，也许不善于打这样的阵地战，袁军列于正中的只有八百名步兵和一千多弓箭手，身后隐约有二三万人，队列不整，斗志不高。
那一刻，公孙瓒的嘴角一定露出过一丝轻蔑的微笑，他太熟悉这样的打法了，打张纯、打青州黄巾军，包括打乌桓都是这样的打法：号令一发，他的“白马义从”会风卷残云般杀过去，下面的事就只等后续部队上去给敌人收尸了。
公孙瓒抽出指挥刀在空中划出了一道果断且优美的曲线，随后下达了总攻的命令。
数千“白马义从”席卷而出，马蹄声如闷雷，夹着数千人的嚎叫，仿佛不用刀剑仅凭这吓人的气势就足以把任何敌人撕个粉碎！
当敌人的铁骑呼啸而来时，袁军的队形仍然没动，但列队于最前面的八百名步兵突然伏下身子，用随身携带的皮盾蒙住身体，然后一动不动地等待敌人骑兵的到来。
敌人一点点近了，这些人仍然不动。“白马义从”都是马上的射箭高手，离对方还有一箭之地时，他们一边冲锋，一边在马上搭弓射箭，雨点般的箭支射向袁军，但袁军有皮盾相护，没有人受伤。
说话之间，骑兵就到了，伏在皮盾下的这八百人突然跃起，骑兵们这才发现，他们手持一种样子奇怪的武器向自己刺来。这些袁军像是受过专门训练，把这种武器用得很老练，无论刺人还是刺马，一刺一个准，把把不落空。
这种武器是袁绍专门为“白马义从”设计和定做的，叫做“大戟”，是一种带钩带刺的长枪，有点像岳飞大破金人连环马的钩连枪。这的确是经过特殊训练的队伍，它的指挥官是义，他们是袁绍的杀手锏和秘密武器，数月来他们秘密训练，反复模拟，为的就是这一天。他们被袁绍称为“大戟士”。
“白马义从”遭受了自诞生以来最残酷的重创，但这才是恶梦的开始。守候在这八百名步兵后面的一千多名弓箭手早已为客人准备好了丰盛的礼物：弓箭。待敌人接近时，一齐怒射而出。
弓箭手通常会分拨轮换射击，这意味着虽然可以侥幸躲过“大戟士”的重创，但随之迎面而来的是由近距离射出的、密不透风的箭雨。威名远扬、从未有过败绩的“白马义从”成了袁军弓箭手练习射击的移动靶，纷纷被射落马下。
“白马义从”遭受到第一次、并且也是最后一次惨败。此后，作为一个独立完整的作战单元，他们在战场上消失了。
“白马义从”神话般的覆灭震惊了公孙瓒的阵营。还在敌人错愕的当口，袁绍即指挥后面的队伍全线出击。公孙瓒大败，袁军一路追杀，公孙瓒刚任命不久的冀州刺史严纲未及上任即战死。
按理说这一仗可以就此结束了，但中间却出了惊险的一幕，险些让胜利的天平倒转过来。
袁军虽然得胜，但指挥系统和士兵的训练可能真有问题。在追击过程中，袁军乱了章法，大家只顾追敌人，把主帅袁绍给忘了，此时袁绍跟前只有一百多人。在混乱中，他们与二千多敌人相遇，败兵反而把获胜一方的主帅团团围住！
幸好对方不知道这里面有敌军主帅，所以攻击并不激烈。袁绍指挥手下展开防卫，等待援军的到来。
敌人开始射箭，情况十分危险。田丰跟袁绍在一块儿，田丰拉着袁绍要到一处断墙后面躲避，袁绍不仅不去，索性把头盔也摔了，喊道：“是大丈夫何惧向前战斗而死（大丈夫当前斗死）！”
有人说袁绍是草包，有人说公孙瓒、董卓是一介武夫，也有人说刘表、陶谦没本事。凡此种种，其实都是误解，犯了“胜者王侯败者寇”的经验主义错误，以为只有最终取得胜利的人才有资格称为英雄。
其实，能在风云莫测的历史舞台上崭露头角，能在群雄逐鹿中哪怕只是走个过场，都必然有过人之处。在袁绍的一生中，曾不止一次在危险关头表现出大无畏的精神，事实证明袁绍不缺英雄气，更不是贪生怕死之徒，关键时刻他能拉得出、顶得上，有时候也能打得赢。在危急关头，他用行动给手下人做出了表率，激励大家的斗志。
在袁绍的带动下，袁军士兵拼死抵抗，袁军的后援部队也及时赶到，迅速化解了危机。界桥之战虽然没有全歼公孙瓒的主力，但给公孙瓒以重创。界桥之战前袁绍处于挨打的局面，界桥之战后，二人实力取得平衡，袁绍还逐渐占据了上风，公孙瓒虽然在北方一带还能活跃几年，但已经没有实力发动大规模的决战了。
界桥之战是以步兵战胜骑兵的经典战例，也是以少胜多、以弱胜强的典范，此战的全胜，使袁绍打破了四面楚歌的被动局面，为最终统一北方各州奠定基础。