還在曹操轉戰於南陽郡時，袁術那邊有了大動作。
建安二年（197）春天，袁術在壽春突然稱帝，震動全國。袁術想當皇帝，這已經不是秘密，早在兩年前獻帝曹陽遇險時他就動過這個念頭，但當時就連他手下的人都反對，只好作罷。
但是此人像他哥哥袁紹，非常固執，一直沒有放棄這個打算。從性格上分析，袁術是個典型的小事看不上、大事做不來的人，一般來說對小事不感興趣的人常常會對大事發生錯誤的興趣，這也許是他執意稱帝的內在原因。
還有一個原因，袁術是個高傲且敏感的人。高傲使人脆弱，敏感使人自卑，袁術想稱帝，大概就是糾纏在脆弱和自卑的情結裡無法自拔，他才執意去做一些匪夷所思的事。
當時社會上流行著許多神秘預言，基本上都是一些不知所云的東西或者是別有用心之人編出來的無稽之談，但有很多人相信，有人還深信不疑，袁術就是其中的一位。在這些神秘預言裡有一句話很知名，叫“代漢者當塗高”。這一句話的前四個字好理解，就是接續漢朝國祚的人，滅亡漢朝的人。後面兩個字卻十分費解。
“塗高”是什麼，誰也說不清楚。但袁術認為這很好理解，這個“塗高”就是指他自己。袁術字公路，“術”是城邑內的道路，“公路”指的也是路，而“塗”被他理解為“途”，也是路的意思。這種解釋連東拉西扯都算不上，但袁術認為一定是這樣的。而且，根據“五行終始論”，漢朝屬於火德，取代漢朝的一定屬於土德，袁姓就屬於土德，是有資格取代劉漢統治的姓氏。
這一條，又成為上一條的佐證。
這時候河內郡一個叫張炯的人又幫袁術弄出來一個符命，以兆袁術的天子之應，袁術更覺得皇帝非他莫屬了。張炯的這個符命具體不知為何物，估計跟河裡挖出個寫字的石頭、魚肚子裡發現一條寫字的綢子差不多。
有了這些理論基礎，袁術覺得自己再不出來當皇帝實在對不起上天的眷顧。孫堅當年在洛陽宮裡得到了傳國玉璽，後由孫堅的妻子吳夫人保管，吳夫人曾居住在壽春，袁術當時曾把吳夫人軟禁起來，逼她交出了玉璽。
這一年春天，袁術不顧眾人的反對正式稱帝。
他這個皇帝很奇怪，既沒有宣佈國號，也沒有下詔改元，他也不自稱天子，而稱“仲家”。後世有人認為，“仲家”就是袁術新王朝的國號或年號，也有把袁術稱為“仲家皇帝”的，但這些都是推測，“仲家”並不像個國號，更沒有“仲家”作為年號的記載。
兩年後，袁術走投無路之際，曾對自己稱帝的行為進行過辯解，說他當時看到天下大亂，已經到了周朝末年諸國分勢的局面，自己出於一片責任心，出來替漢室管管事，自稱“仲家”，仲是第二的意思，在他心裡還是把劉氏當老大，並沒有真的想當皇帝。
一般認為這是袁術給自己的辯解，但對照實際情況看一下，也許並不完全是虛言，袁術想當皇帝是確定無疑的，但他也知道自己實力有限，於是留了條後路，先跨出一步稱“仲家”，弄出來了一個不倫不類的東西。但是，無論當時還是後世，所有人都不懷疑袁術這個偽皇帝確實當了，因為除國號、年號以外，其他一切袁術都是按照真皇帝樣子做的。
袁術改九江郡太守為淮南尹，類似於西漢的京兆尹和東漢的河南尹，壽春自然成了“京師”，他在這裡任命公卿，建皇宮，設祠廟、明堂。袁術大封百官，但大家似乎都不太給面子，主動來應徵的並不積極踴躍。袁術有點犯愁，因為無論如何得找幾位天下名士來撐撐門面，不能三公九卿儘是阿貓阿狗之輩。
三公的人選袁術想到了兩個人，一個是陳珪，一個是金尚，袁術想請他們出山。陳珪是陳登的父親，一個高幹子弟，他自己的父親陳球當過太尉，袁術和陳珪年輕時在洛陽就是哥們兒，此時陳珪和陳登都在呂布那裡，因為上次合作對付劉備，袁術把呂布看作自己的盟友，給他要個人應該沒問題。袁術給陳珪寫了封信，但陳珪卻沒有來，不是呂布不放人，而是陳珪壓根不願意。陳珪不僅沒來，還給袁術寫了封措辭嚴厲的信，把袁術批評了一通，信中說，讓我去阿附你幹那些非正義的事，就是死我也不能去，袁術看完信氣得牙痛。
金尚是個老黨人，有一定名望，當年被朝廷任命為兗州刺史，被曹操趕跑後沒地方待，來依附袁術。袁術任命金尚為太尉，但金尚死活也不幹，並且準備逃跑，袁術把他抓住，一怒之下把他殺了。
袁術又讓徐璆當三公甚至上公，徐璆同樣誓死不幹。徐璆字孟玉，徐州刺史部廣陵郡人，是一個老臣，跟著名將朱俊打過黃巾軍，因為得罪宦官被免官，後又被起用，擔任汝南郡太守、東海國相。獻帝在許縣徵召各地有名望的舊臣補充朝廷缺員，徐璆也在徵召之列，打算任命他為朝廷的九卿。徐璆應召，在前往許縣的途中被袁術扣留，袁術給他連升兩級，授以上公之位。徐璆堅決不從，以死相抗，袁術不敢再逼。
袁術的稱帝行為曹操不能不管，這不僅是對漢室的叛逆，更是對他的挑戰，許縣新朝廷運轉不到一年袁術就公然分庭抗禮，不給他點教訓，勢必會有第二個、第三個袁術冒出來。
在曹操的戰略規劃裡解決袁術本來沒有排在前面，他現在最需要解決的是南陽郡問題，其次是呂布和劉備，然後是關中的涼州軍閥。現在袁術自己跳了出來，曹操的戰略規劃必須相應做出調整。
要收拾袁術，還得考慮袁術的盟友，一個是呂布，一個是孫策。說起來孫策也算是袁術的部下，只是現在的孫策已非當年可比，在江東發展得很快，聽說袁術稱帝，孫策給予毫不含糊的反對。孫策馬上寫來一封信對袁術進行強烈譴責並斷絕關係。這封信有1100多字，寫得洋洋灑灑，一個說法是張紘代的筆；另一個說法代筆的人是曾經給陶謙寫過祭文的張昭，他已離開徐州南下，受到孫策的重用。
這封信裡提到，早在去年冬天就聽到了一些傳言，說袁術想當皇帝，聽到的人無不驚悚，後來袁術向朝廷獻納進貢，大家的疑慮才消除一些，但不承想現在果然做出了這種大逆不道的事。對於袁術的稱帝行為，這封信一口氣談了九點看法，都是反對他稱帝的，在孫策寫給袁術的這封信裡最後說：“以上這九條想必閣下都有所考慮，這裡不過再提醒一下，僅供參考罷了，忠言逆耳，如能聽進去，實在是萬幸！”
這封信寫得毫不客氣，放在幾年前，這是不可想像的事。但現在的孫策已非昔日可比，他在江東已漸成氣候，跟袁術翻臉是遲早的事，袁術稱帝無疑給了孫策一個最合適的翻臉理由，加上此前袁術為得到傳國玉璽而扣押了吳夫人，孫策索性這次來個徹底了斷。
跟袁術決裂以後，孫策轉而投向許縣的朝廷，他主動派劉由、高承為特使到許縣朝拜進貢。儘管在孫策寫給袁術的信裡點了曹操的名，把曹操與公孫瓚、劉備這些人視為朝廷的“逆臣”，但不可否認的是，曹操現在控制著朝廷，孫策想表明自己是擁戴朝廷的就必須跟曹操合作。
曹操見到孫策派來的使者更是高興，拉攏孫策可以瓦解袁術的聯盟，孫策如能從背後夾擊袁術，那袁術豈不死得更快？為此，曹操以獻帝的名義，立即派議郎王為特使前往江東，對孫策勇於同逆臣做鬥爭的行為給予表彰，並任命孫策為騎都尉，封吳侯。
看來曹操得到的江東方面的情報也有限，只知道孫策成了氣候，不知道具體氣候有多大，人家在江東的勢力已跨有數郡，手下有數萬人馬，你只給個旅長當怎麼行？即使孫策低調肯接受，他手下的人也不幹啊，總不能讓程普、朱治去當團長，讓周瑜當連長、排長吧？孫策派人私下遊說王，想直接要個軍長當。這個王倒挺不簡單，在來不及請示匯報的情況下當機立斷，自己做了回主，現場改任孫策為軍長。
當時袁術手下的陳瑀屯駐在長江以北的海西一帶，曹操讓孫策討伐這股敵人。孫策領命，準備率軍渡江作戰。孫策剛要出動，陳瑀那邊先下了手，派人悄悄來到江東，結交祖郎、焦已以及嚴白虎等割據勢力，準備趁孫策主力渡江之際從背後下手。這件事幸虧被孫策察覺，他派呂范、徐逸攻打海西的陳瑀，自己留在江東對付敵人。陳瑀最後被打敗，隻身一人逃走，跑到了袁紹那裡。呂范、徐逸大敗陳瑀，俘獲包括陳瑀老婆孩子在內的4000多人。
袁術的兩大盟友，一個算是翻臉了。
而另一個盟友呂布，此時的態度卻有些猶豫。呂布從劉備手裡搶到了徐州，這一陣日子過得還不錯，勢力也在迅速上升之中。他能奪來徐州袁術幫了大忙，所以在呂布的心裡也一直把袁術當盟友看。
袁術稱帝后派韓胤為特使專程到徐州去了一趟，除了向呂布通報情況，還提出一個要求，想與呂布結親，娶呂布的女兒為兒媳。袁術至少有一個兒子和兩個女兒，兒子名叫袁，兩個女兒後來一個嫁給了孫權，一個嫁給了黃猗，袁術提出與呂布聯姻，指的應該是袁。
對於袁術的請求呂布開始傾向於答應，甚至把女兒交給了韓胤，讓他帶走。聽到這個消息，有個人特別緊張，這就是陳珪，陳珪拒絕袁術的徵召，還把袁術譴責了一番，呂布跟袁術如果站到一塊，將來對自己很不利。這倒還是其次，在陳珪看來如果揚州、徐州結成一體，袁術的這個偽朝廷勢力就更不得了，天下就要受難了。
陳珪是漢室名臣的後代，正統觀念一向很強，在大是大非面前沒有絲毫含糊，他急忙來勸呂布：“曹公奉迎天子，輔助國政，將軍您應當同他合作，共圖大計。現在反而與袁術結親，必受不義之名，將來恐怕會大禍臨頭啊！”
呂布也一向對袁術有些意見，尤其是在之前的合作中，袁術向來說話不算數，讓呂布很傷心，對結親的事他本來就不太堅決，經陳珪一說，呂布反悔，馬上派人追上韓胤一行，把女兒搶回來，並且把韓胤押送到許縣，交給曹操處置。
不久，呂布即迎來了朝廷的使者，為表彰他對朝廷的忠心，朝廷升他為左將軍。呂布大喜，讓陳珪的兒子陳登再去許縣奉章謝恩。陳珪、陳登父子雖然屈身事奉呂布，但一直心存不滿，所以陳登一見到曹操就勸他除掉呂布。
曹操也發現陳登是個人才，將來會有大用，跟他交了底：“呂布這個人狼子野心，輕與去就，難以久養，你看得很準！”曹操以朝廷的名義拜陳登為廣陵郡太守，增品秩為中二千石。臨別，曹操拉住陳登的手說：“東方之事，全都托付給你了！”
陳登回到徐州匯報此行的情況，呂布聽完卻不高興。
原來，陳登臨出發前呂布還交給他一個任務，讓他替自己求一個徐州牧的任命，朝廷卻沒有表示。呂布生氣地問陳登：“州牧這樣的小事曹操為何不答應？”陳登早知道呂布會問，已經想好了怎麼回答：“我向曹公轉達了您的請求，曹公說州牧確實是區區小事，但別人能給，唯獨呂奉先不能給。”
呂布聽了很驚訝：“這是為何？”陳登不急不忙地說：“我也這樣問，我對曹公說，奉先將軍是一隻虎，只有讓他吃飽肉，他才能為己所用，如果吃不飽，就會去咬人。曹公卻說，非也，呂奉先不是一隻虎，他是一隻蒼鷹，養鷹的人都有經驗，餓著它才能為己所用，如果吃飽了，就會振翅高飛。”
這些話曹操是不是說過很難講，更有可能是陳登臨時編的，不過呂布的確頭腦比較簡單，聽了不僅沒有懷疑，反而挺舒服。陳登拿出曹操寫給呂布的信，信裡曹操對呂布加以慰問，並讓呂布按照天子的詔書追捕公孫瓚、袁術、韓暹、楊奉等人，呂布又派使者上書天子，表達自己的忠心。
呂布同時也給曹操寫了一封信，說自己本是個獲罪之人，承蒙曹操親自寫信慰勞，十分感謝，自己一定按照曹操前面所說，努力追捕袁術等人。接到呂布的信，曹操再次派人來到徐州，又帶來一封親筆信，信中說：“當年朝廷給將軍的印綬不幸丟在了山陽郡，現在補上，但朝廷沒有上好的金子，我就拿自己家裡存的好金子給將軍制了這枚印；朝廷沒有紫色的綬帶，我就把自己印綬上的紫帶取下來給將軍，這些都是聊表心意。”呂布看到曹操的信很受感動，又派使者前往許縣謝恩，並捎給曹操一副上好的綬帶。
袁術聽說呂布與曹操交好，不僅不送來女兒，還把自己的使者押送到許縣，不禁勃然大怒，立即分兵七路直撲呂布的大本營下邳而來。
袁術的這七路大軍中，最重要的有四路：張勳、橋蕤、韓暹和楊奉。單這四路人馬就有近十萬之眾。張勳和橋蕤是袁術手下的大將，韓暹是前白波軍首領，楊奉是涼州軍舊部，獻帝東歸，他們被曹操打跑後到處流浪，後來轉投袁術。韓暹、楊奉形同流寇，戰鬥力雖然不強，但號召力很厲害，每逢哪裡有大仗，他們一聲號召，總能馬上聚集起很多人馬，遮天蔽日，不明就裡的人一看場面都得被嚇住。
呂布手裡大約有三四萬人，把劉備的幾千人馬都算上，也湊不夠人家的一半，呂布有點兒傻了，他有點後悔，埋怨陳珪說：“都是你們父子弄的好事，現在該怎麼辦？”陳珪不著急，幫呂布分析說：“韓暹、楊奉跟袁術是倉促之間聯合到一塊的，同盟難以穩定，我派犬子陳登前去，一定可以把他們拆散。”
呂布將信將疑，但也沒有更好的辦法，就派陳登去搞策反工作，還專門給韓暹、楊奉寫了封信讓陳登帶上。很快便從前面傳來消息，說不知發生了什麼事，韓暹和楊奉突然掉轉頭，反而向張勳和橋蕤發起進攻。呂布既驚且喜，決定抓住戰機，立即集全力向張勳和橋蕤發起進攻。
張勳、橋蕤猝不及防，迅速敗下陣來，呂布下令追擊。韓暹和楊奉表現得也不錯，按說他們的任務已完成，可以坐等收錢了，但他們一直和呂布的人馬配合，緊追敵人不放。袁軍敗得一塌塗地，被追到了淮水邊上，進入到揚州刺史部轄區。
呂布大概這時才發現韓暹和楊奉為什麼願意跟著追了，他們名義上一路上配合行動，其實是一路搶，所到之處被他們搶得十室九空。一口氣過了淮水，拿下了袁術淮水南岸的重鎮鍾離，此地離袁術的“京師”壽春已經不遠了。袁術急眼了，親率大軍前來迎戰。呂布看看也差不多了，袁術新敗但實力猶存，這根又臭又硬的骨頭還是留給曹操啃吧，於是下令大軍返回淮水北岸。袁術率領的大軍到達淮水南岸，雙方隔河相望。
為了再挫袁術的銳氣，呂布下令先不走，在北岸列陣，他給袁術寫了封信，讓人送過河去，信裡寫道：“足下常吹噓自己的人馬多麼強盛，呂布我雖然無勇，但虎步淮南，一時之間，足下鼠竄壽春，不敢露頭，你的猛將武士都在哪裡？足下一向喜歡說大話，用以欺騙天下，可天下之人又怎麼那樣容易被欺騙？古者交兵都是有原因的，現在首先挑事的不是我，咱們現在相去不遠，你有什麼說的可隨時答覆。”
呂布特意讓人把這封信謄抄兩份送到許縣，一份上報天子，一份呈給曹操。雙方就這樣夾河對峙了好幾天，袁術既不敢過河，也不敢撤兵，弄得很難受。呂布這邊的將士在北岸還大聲嘲笑袁術，好不痛快。
有孫策和呂布的配合，曹操這邊就好辦多了。等袁術被這兩位兄弟弄得顧頭難顧尾之時，曹操抓住時機親自東征。這時是建安二年（197）9月，袁術聽說老對手曹操親自來了，倒也乾脆，留下部將橋蕤、李豐、梁綱、樂就等人駐守蘄陽抗拒曹操，自己開溜了。
曹操指揮於禁等部進擊，把橋蕤等四人包圍在苦縣，全部斬殺。袁術跑到了淮河以南，徹底不敢迎戰。曹操無意對袁術窮追不捨，因為南陽郡的問題還沒有解決，曹洪被張繡壓得喘不過氣來，他得盡快回師，再戰南陽郡。
曹操於是撤兵，回到許縣，準備第二次征討張繡。