接到後方的急報，曹操顧不上即將能打下來的郯縣，趕緊集合人馬回撤，為了搶時間，他們走的還是來時的東路，中途必須路過一個叫亢父城的地方，這是一處險地。
亢父故城遺址在今山東省濟寧市附近，微山湖的西岸，這裡與泰山餘脈的梁父山緊夾著東西之道，戰國時齊國在其地居高臨下修建了城池，蘇秦形容這裡「車不得方軌，騎不得並行」，還有的說「泰山在左，亢父在右，亢父知生，梁父主死」，是一夫當關、萬夫莫開的極險峻之地。
曹操兵力有限，也沒料到要突然回師，所以亢父城沒有派兵把守，但如果繞道別處，就得多走很多路，大大耽誤時間。曹操特別擔心呂布已派人佔據了此處，所以督促大軍日夜行進，等到了一看，發現這裡並沒有呂布的軍隊，才放下心來。
曹操很高興地對大家說：「呂布雖然佔得一州，但沒有乘機佔領東平國，進而佔據亢父、泰山之道，憑險地截擊我們，而是屯踞在濮陽，從這一點看，我就知道他也成不了什麼大事！」有人認為曹操說這番話是自嘲，或者是在給部下打氣。其實不盡然，呂布真要有這樣的戰略眼光，佔領濮陽之後迅速東進，趁著各地都在反叛曹操的有利時機，一舉佔領曹軍回師的必經之地東平國，以亢父之險阻擊曹操，遲滯曹軍的行動，然後由張邈全力攻擊鄄城，那將是另外一個結果。
萬幸的是，呂布不瞭解兗州的戰場環境，或者還沉浸在新得濮陽的興奮中，沒有走出這一步妙棋來。
按理來說，曹操既然回來了，應該馬不停蹄趕往鄄城，但他卻沒有這樣做。曹操率主力直接奔了濮陽，到了那裡也不打招呼，直接攻城，這麼做要冒一定風險，鄄城危在旦夕，如果張邈組織猛攻，鄄城隨時有被攻破的危險。但是曹操又不得不先解決濮陽，如果他此時直接回師鄄城，就要遭受張邈和呂布的東西夾擊，戰略上更加被動。
這種置之死地而後生的打法這段時間裡曹操經常使用，算是圍魏救趙的一種，這是劣勢之下化被動為主動的一種戰法，曹操強大起來以後這種戰法就很少用了。
濮陽城外，曹操大概想盡快結束戰鬥，所以從四個方向都發起了猛攻，呂布指揮人馬守城，城上萬箭齊發，曹軍死傷慘重。正在曹操一籌莫展之際，有人從濮陽城裡秘密潛出，給他帶來一個好消息，濮陽城裡的田氏願做曹軍內應，幫曹軍攻城。
田氏是濮陽城大戶，擁有大量莊園田產、佃戶奴婢，這些人一定會向曹操解釋說，呂布等人來到濮陽，把他們的財產糧食都征為軍用，又強征他們的奴僕從軍，引發他們強烈不滿，所以願意助曹刺史攻打呂賊，將其趕出濮陽，呂布或死或逃，他們別無所求，只願發還所徵財物以及奴僕就行。
曹操很老練，應該能看出一些破綻，但他此時急於拿下濮陽的心情太迫切了，迫切到忽視了很多細節。如果濮陽之戰變成了一場久拖不決的攻防戰，鄄城一定不保，局面就太危險了，要破此危局，必須立即攻破濮陽，還軍鄄城，於是曹操相信了來人，和他們約定了裡應外合的信號。
入夜，濮陽城一片寂靜。
突然，東門方向發出了信號，城外的曹軍見此從營中殺了出來，這正是呂布的計謀，他最近迷上了反間計，鄄城騙荀彧、詐降夏侯惇使的都是這一招。呂布看到曹操中計，讓人悄悄把城門打開，曹軍像潮水一樣湧入城中，進城後他們不忙進攻，卻幹了一件很奇怪的事，放火。
曹軍士兵帶著引火的東西，一殺進來就在城門處放起一堆大火，頓時火光沖天。呂布看了一定很納悶，曹軍這是在幹什麼，他有點兒看不懂。其實這是曹操故意讓放的，目的是告訴將士們沒有回頭的路了，必須破釜沉舟。
曹操本人就在衝進城裡的隊伍中，這種冒險的仗他本來在城外坐鎮指揮就行了，不過他實在太惦記著濮陽，這一仗輸不起，讓誰帶隊他都不放心，於是自己來了。這種事曹操之前幹過，以後也幹過很多次，經常把自己放到險境、絕境，儘管他的運氣確實好，每一次都奇跡般地絕地重生，但這種做法並不可取，作為全軍的統帥，安全不是個人的事。
曹操衝進濮陽城東門，後路卻被呂布的人馬迅速堵住，外面的人再也進不來，進來的人想突出去也不可能，雙方打起了巷戰。曹操這才發現上當了，於是折返回來，在東城門附近，雙方展開了激戰。這一戰打得很慘烈，曹軍進來的都是騎兵，在街巷中完全沒有優勢，呂布所部早有準備，又熟悉環境，所以曹軍死傷慘重。
這一仗如果曹操戰死，那一切都結束了。
曹軍士氣本來就低落，又處於明顯的劣勢，如果主帥死了，那將再無翻身的可能，兗州從此是張邈和呂布的天下，至於他們之間會不會打起來，那都無關緊要了。
好在曹操的好運還沒有結束，曹操拚命殺到城門口，發現了很搞笑的事，呂布的兵馬還好解決，但有一樣東西很要命，那就是自己下令放的火，這一帶成了火海，要想衝出去，必須從火海裡穿行。無奈之下曹操帶頭衝進火中，結果被燒傷了左手，並且從馬上掉了下來。
危急之中，曹操手下一個叫樓異的司馬把曹操扶到馬上，曹操才沒有被奔馳的亂馬踏成肉泥。這是繼汴水之戰後曹操第二次在激戰中從馬上掉下來，但還不是最後一次。樓異的情況不詳，史書裡以後也沒有再提到他。
曹操重新上馬，但更驚險的一幕還在後面。曹操往外逃跑，遇到了呂布的人，他們把曹操攔住。大概沒有想到這個小個子會是大名鼎鼎的曹操，呂布的手下問他曹操在哪裡，曹操隨便一指說：「那個騎黃馬的就是！」
呂布的手下於是放下曹操去追騎黃馬的，曹操才得以脫險。史書沒有說明攔住曹操的人是誰，但應該不是呂布本人，原因很簡單，呂布見過曹操，呂布後來曾親口說過，他早年在洛陽的時候曾經在溫氏園裡與曹操見過面，如果攔住曹操的是呂布本人，他應該能認出來。
曹軍在濮陽失利，主動將營壘後撤，雙方陷入僵持。
雙方又在濮陽的外圍地帶展開了爭奪，濮陽西面有一個縣城叫白馬，呂布分出一支人馬守在這裡形成掎角之勢，令曹軍再攻濮陽時不得不分兵去防。白馬的這支人馬也屢屢出擊，給曹軍連連製造出麻煩，讓曹操頭疼不已。
曹操忍無可忍，親率主力夜襲白馬。白馬的城池不比濮陽，曹軍順利得手，天亮時就結束了戰鬥，但還在打掃戰場之際，呂布親自率領的援軍趕到了，從北、東、南三個方向合圍上來。呂布親自率隊衝鋒，戰鬥進行得異常激烈。
曹操手下雖然有不少猛將，但打這種仗更是呂布的強項，呂布志在必得，不肯罷手，曹軍陷入苦戰。從早上一直打到中午，雙方你來我往衝擊了幾十個回合，難分勝負，呂布的騎兵衝殺太猛，無法阻擋，讓曹兵望而生畏。
曹操發現步兵人數再多都是送死，於是在戰場上臨時招募敢死隊，來破呂布的騎兵。典韋那時還是曹軍裡的一名中下級軍官，自告奮勇應徵，搶在了其他人前頭。典韋挑了幾十個人，身上都穿著兩重鎧甲，每人配備了長矛和撩戟兩種武器。
呂布的騎兵衝過來，一邊沖一邊在馬背上放箭，弓弩亂髮，矢至如雨，典韋命人蹲伏下來，看都不看兩邊的箭，典韋對旁邊的人說：「敵人離我們10步時，再告訴我！」過了一會兒，手下人報告：「只有10步了！」典韋仍然鎮定從容，他高聲道：「5步再報告（五步乃白）！」手下人大懼，大叫道：「敵人到了！」典韋應聲而起，他背著10多支戟，一邊呼喊著一邊刺向敵人的騎兵，頓時有幾個人被刺倒。
被典韋的氣概所激勵，曹軍士氣恢復，再不像以前那樣望風而逃。典韋因為此戰而成名，事後曹操提拔他為都尉，正式成為曹軍的高級將領，曹操以後給了典韋親兵數百人，每次佈陣時都安排他們防護在指揮所周圍，擔任自己的警衛部隊。
然而，雙方勢均力敵，曹軍人馬數量佔優，呂布一方戰鬥力驚人，一直打到了天黑，仍然難分勝負。曹操大概也不敢在此久留，於是撤回到濮陽城外，呂布命人又新佔領了白馬，之後率師也回到了濮陽。
曹操和呂布在濮陽城外激戰了至少三個多月，在一次交戰中夏侯惇被箭射瞎了一隻眼，軍中從此送他外號「盲夏侯」。
這時已經到了興平元年（194）4月。
快到夏天了，天下發生了大旱，還鬧起了蝗災，糧價暴漲，谷子一斛50萬錢，與太平年景相比漲了上萬倍，豆麥一斛也要20萬錢。各地都出現了人吃人的慘狀，田野裡、道路邊白骨堆積。這場天災波及面非常廣，關中地區也一樣，獻帝命令侍御史侯汶調出太倉的米和豆子為難民熬粥，但杯水車薪，救不了那麼多的人，餓死者仍然無數。獻帝懷疑有人從中剋扣糧食，就親自坐在大鍋邊看著熬粥，但根本原因是糧食太少，災民太多，無濟於事。
在嚴重的天災面前曹操和呂布同時陷入了糧食危機，兗州地區夏糧嚴重減產，秋糧還未跟上，雙方都無力再打下去了，曹操從濮陽撤軍。這次糧荒嚴重的程度超乎想像，程昱是本地人，他回到自己老家東阿縣弄糧食。程昱弄糧食的方法不是向老百姓買，因為有錢也沒人肯賣，程昱的辦法是搶。但即使這樣，把全縣糧食搶光了，也僅夠曹軍三天的口糧。
這場糧食危機讓曹操和呂布之間的激烈對抗暫時得以緩和，這一年的9月，兗州刺史部一帶發生了一件不可思議的事，原本一年只結一次果實的桑樹，在秋天又重新結了果。桑樹一般春夏之季生桑葚，秋天桑葚又生出一茬來則十分罕見，它也因此救了很多人的命。
曹操和呂布一邊嚼著桑葚一邊想著下一步的打算。他們就像兩個一流的拳擊手，但每個人都打了幾百個回合，體力已經嚴重透支，現在需要的是休整。但他們也都明白，對手不會給他們放大假，讓他們緩過勁來再開打，曹操退軍到鄄城，與這裡負責守城的荀彧以及養傷的夏侯惇會合。
曹操和荀彧等人分析了形勢，大家普遍覺得情況很嚴峻。迄今為止曹軍佔據的地方仍然有限，雖然收復了一些地方，但兗州的大部分郡縣還掌握在張邈、呂布聯軍手中。當秋糧收完，對手的後勤保障將更優於自己，長期拉鋸下去，將使自己更被動。由於有強大的後勤支持，敵人可以動員更多的人參軍，敵眾我寡的局面將進一步突出。
對手能等，我們不能等，於今之計必須盡快發起進攻，決出勝負。曹操想來想去，沒有別的辦法，只能向袁紹求援了，曹操寫信派人送到鄴縣，正式向袁紹請求支援。袁紹的回信很快到了，奇怪的是他在信裡不談如何出兵援助曹操的事，而是大談兗州形勢如何危險，不如把弟妹、侄子等人接到鄴縣來住。
這明顯是趁火打劫，他給出的交換條件，就是讓曹操把家眷送到鄴縣當人質，曹操頓時覺得一種屈辱感湧上心頭。袁紹可能有點後悔當初讓曹操輕而易舉把家眷接走，沒有人質在手裡，雖然名義上是領導，但心裡還是不踏實。袁紹可能喜歡用這樣的方法控制手下的人，多年以後當曹操的事業又一次陷入低谷時，他還提出過類似的要求。
這一次曹操差點兒就答應了，不是他願意，而是捨此已沒有更好的辦法。如果不是有個人恰好從外面辦事回來聽說了這件事，趕緊來勸他重新改變主意，夫人卞氏和幾個兒子的戶口真要遷到鄴縣去了。