在淳于琼被消灭的同时，张、高览二位也没能得手。袁绍这才清醒过来，没有听张的建议全力增援乌巢是多么失策。
即使曹军的一部分主力离开大营，也一定会留下足够的人马防守，并且会做好充分准备，曹军大营已连攻数月而不下，现在想几个时辰就攻破谈何容易。
郭图竭力劝袁绍发起正面进攻，眼见自己判断错误，于是开始乱找理由给自己开脱，他向袁绍报告说：“进攻曹营失利，张反而很高兴（快军败）。”
郭图的潜台词是张对自己判断正确而沾沾自喜。明智的领导一定会从失败中总结教训，勇于承认错误，不会掩饰决策失误而会想办法进行弥补。可惜，袁绍不是那样的好领导，他就爱吃郭图这一套。
郭图跟张素来有矛盾，郭图这个人看来有些本事，当初是他凭借三寸不烂之舌忽悠得韩馥让了位，给袁绍立了大功。但他本质上是一名策士，在袁绍集团内部既不属于田丰、沮授那样的本土实力派，也不是颜良、张这样带兵出身的将领。他要往上爬，必须有一些特别手段。
郭图的特别手段就是踩着别人的肩膀往上走，他攻击沮授，混上了带兵权，又攻击许攸，赶跑了袁绍身边自己最强劲的对手，现在又攻击张，他不考虑现在是什么时候，会不会把张逼反。
张又恨又怕（忿惧），跟高览一商量，干脆临阵起义得了，于是焚烧攻城器具，来到曹营前投降。
这时候曹操还没回来，守营的曹洪不敢相信（不敢受）。荀攸说：“张的计策不被采纳，生气来投奔，不用怀疑！”这也许是史家之言，张的计策是什么，袁绍有没有采纳，以及张为什么生气这些情况，当时荀攸是无法掌握的。荀攸判断张是真降还是假降，根据的是张下令把攻城的器具都给烧了。
曹洪、荀攸于是接受张、高览投降。这一下，袁军彻底撑不住了。
张、高览都是袁军中的名将，后来民间把他俩连同已故的颜良、文丑二人合称为“河北四庭柱”，意思是“袁统区”的四根柱子，可见分量不一般。
曹操回到大营，见到张特别高兴，把张比做殷商时的微子、楚汉时的韩信，任命他为副军长（偏将军），封都亭侯。
袁绍手下原来还有一位更有名的大将，就是在界桥之战中大败公孙瓒“白马义从”的义，但他没有出现在官渡之战中。据说义立下大功后有点功高震主，不服袁绍的领导，被袁绍借故处死了。
袁绍的四根柱子，两根倒了，两根到了敌人那里，袁绍的基业彻底跨了。
其实袁绍的力量仍然十分强大，即使官渡前线失败，他依然拥有跟曹操抗衡的实力，他的三个儿子和一个外甥手里都握有重兵，只要安全撤回冀州，仍旧可以发起有效反击。
可是，这一切来得太突然了。
对于袁军将士而言，这一天简直是恶梦连连，先是传说屯粮基地遭劫，粮食被烧光，老将淳于琼等人被杀，后来看到一些手捂鼻子从乌巢跑回来的士兵，一个个惨不忍睹，大家都惊骇不已。
紧接着，听说张和高览二位将军率领所部集体投降了曹军，大家根本不敢相信，但看到刚刚投降过去如今杀了回马枪的弟兄们时大家都明白了：赶紧跑吧，跑慢了也没有鼻子了！
袁军不再抵抗，开始慌不择路地大逃亡。袁绍和儿子袁谭来不及穿戴整齐，仓惶出逃，带了八百名骑兵一口气跑到黄河边才甩掉了曹军的追兵，渡过河去。
没有跑掉的就做了俘虏，事后统计，曹军光俘虏就抓了好几万。
郭图打仗不行，跑路比较有眼色，此时紧跟领导不掉队，侥幸保住了一命。而沮授就没那么幸运了，做了曹军的俘虏。
据《献帝传》记载，沮授以前跟曹操相识，他被人绑了来见曹操，沮授一路大叫：“我不投降，我是被抓的！”见到曹操，曹操想招降他，说：“袁本初无谋，不听先生你的计谋，所以失败。如今国家未定，希望咱们一块来谋划。”沮授说：“我的叔父、母亲和兄弟都在冀州，如果你念及旧情，就从速把我处死。”
这是沮授的悲哀，生未逢明主，身处绝境时也只有选择死，所以他在路上要大呼大叫，为的是别让大家误以为他投降了，袁绍要知道他投降，他的亲人们必然遭难。
但曹操很欣赏他，还是不想杀他。在曹操眼里，沮授是荀、贾诩那样的人才，能力和人品都是一流，他叹息道：“如果早些得到你，天下何足为虑呀！”曹操厚待沮授，但沮授只想一死，他公开逃跑，曹操无奈只好把他杀了。
曹军究竟俘虏了袁军多少人，《三国志武帝纪》、《袁绍传》等都没有明确记载，《献帝起居注》里有曹操事后向献帝上的一份奏疏，详细报告了官渡之战的战果。这份奏疏还回顾了以往的一些历史，透露出许多有趣的信息：
“大将军邺侯袁绍之前与冀州牧韩馥谋立故大司马刘虞，刻制了金玺，派遣原任县县长毕瑜到刘虞那里劝进。后来，袁绍又给我写信，说‘可以把都城迁到鄄城，然后考虑另立他人（当有所立）’。袁绍擅自铸造金银印章，俨然天子一样，孝廉计吏都前往拜见他。他的从弟济阴郡太守袁叙给袁绍写信说：‘如今海内丧败，天意在我袁家，神灵有征，登大位者当在尊兄您。南兄（指袁术）的臣下欲使之即位，南兄说论年纪北兄（指袁绍）更长，应该把大位让给北兄，想把御玺送来，结果却让曹操断了道。’袁绍宗族累世受国之重恩，但却凶逆无道，诸如此类的事不可胜数。所以我整合兵马，与之战于官渡，乘圣朝之威，最后斩杀其大将淳于琼等八人，使之大败，袁绍和他儿子袁谭仅率少部分人逃走，共斩首七万余级，辎重财物以亿数。”
曹操所言斩袁绍八员大将应该是：颜良、文丑、韩猛、淳于琼、眭元进、韩莒子、吕威璜、赵。至于其他战果，这里说得很明确，斩杀七万多人。
《三国志袁绍传》说，袁绍和袁谭不是率八百人逃跑的，而是只有父子俩（绍与谭单骑退渡河）。袁绍手下其他人诈降，后来被发现，结果都被坑杀了。裴松之注引张《汉纪》在这里作补充道：“杀袁绍士共计八万人。”
司马光把这些信息综合了一下，写道：“剩下的袁军都投降了，曹操全部活埋了他们（尽坑之），前后所杀共七万多人。”这些话似乎都有来历，但搁在一起就显得有些不对劲了，因为这些话里似乎隐含着这样的意思：袁军士兵投降后，曹操把他们全都坑杀了，一共有七万多人。
这虽然不太符合以上史实，但却在后世影响很大。其实，陈寿和裴松之都没有说过官渡之战后曹操坑杀袁军士兵七八万人的事，《献帝起居注》和《汉纪》也没有明确记载，曹操之所以坑杀降卒，是因为他们诈降，按理说只有参与诈降的士卒才会被坑杀，战场起义的（如张、高览所部）和真心投降的都不在此列，七万多人全部诈降吗？没有这样的记载。
即使是说过曹操在泗水河畔坑杀了数十万人的司马光，此处也未明言曹操把七万多降卒全活埋了，说曹操坑杀七万多人纯粹是对上述信息的胡乱嫁接。
此处并非刻意要为曹操辩护，而是想说动辄活埋数万名降卒的事不仅不合乎人性和伦理，也不合乎曹操此时作为朝廷司空的身份，更不合乎胜利一方的利益。人力资源是此时最稀缺的资源，曹操未必是一个不杀生的善人，但他没有必要浪费资源，使用降将降卒一向是曹操的政策，曹操没有见降卒就杀的习惯。
或许曹操坑杀了不少降卒，因为他们诈降，一怒之下活埋他们是可能的，但这应该是一小部分人。而曹操战报里说的斩杀七万多人应该是官渡之战的全部战果，包括白马之战、延津之战、汝南郡之战、乌巢之战以及徐晃、史涣击败韩猛之战等，仅在乌巢之战中一万多袁军除一千多人被俘外，其他都被消灭了。
曹操的战利品除了俘虏和军用物资之外，还有两类特别的东西，一类是袁绍随军带来的图书、珍宝，袁绍打仗来了还有闲情雅致看书赏古玩？其实这是袁绍刻意带来的，当初把郑玄老先生请出来随军也是同样的想法，袁绍想的是一口气拿下许县建立新朝廷，朝廷的体制、礼仪、官制等都要来个新面貌，所以带了不少图书资料还有摆在未来皇宫里的用具等。现在，这些都成了曹操的战利品。
还有一类是袁军的公文、书信等资料，其中不乏绝密级档案，袁绍败得很突然，来不及带走也来不及销毁，全落到曹军手中。据《魏氏春秋》等书记载，许县朝廷乃至于军中有不少人都曾向袁绍暗送秋波，写了很多信，这些都是通敌的罪证。曹操平生最恨的就是谁跟他玩潜伏，现在有了确凿证据，正好秋后算账。
可曹操却当着众人的面一把火把这些书信都烧了，据说看都没有看一眼。曹操说：“当初袁绍那么强大，我尚且感到不保，何况大家呢？”此举让很多揪着的心又放了下来，大家不得不佩服曹操心胸博大，再也没有其他想法了。
发生在建安五年（200年）的官渡之战，以曹操集团的突然胜利而告终，这场大战影响深远，战后全国的局势将因此发生剧变。