Hậu phương bốc cháy, hang ổ bị đoạt, gia quyến suýt chút nữa đều gặp họa, Tào Tháo lần này có thể nói là giận dữ ngút trời. Sau khi nghỉ ngơi chỉnh đốn đôi chút tại Quyên Thành, ông lập tức ra lệnh cho Tào Nhân dẫn tinh nhuệ tiến về phía nam đánh chiếm Cú Dương - một cứ điểm khác của Lữ Bố và Trương Mạc - nhằm bảo vệ cánh sườn và ngăn chặn quân tiếp viện của Trương Mạc. Bản thân Tào Tháo thì dẫn theo các dũng tướng như Hạ Hầu Đôn, Hạ Hầu Uyên, Nhạc Tiến, Lâu Dị trực chỉ thành Bộc Dương để tấn công chủ lực của Lữ Bố.
Lần này Tào Tháo mang theo Vu Cấm. Vì Bao Tín mãi không có tin tức rõ ràng, Tào Tháo bèn lừa Vu Cấm rằng Bao Tín đã bị Trương Mạc và đồng bọn sát hại, sau đó bổ nhiệm Vu Cấm làm Hãm Trận Đô úy. Vu Cấm vốn biết Bao Tín luôn ủng hộ Tào Tháo, thêm vào việc lần này vốn được Bao Tín phái đi hỗ trợ Tào Tháo, nên đã quyết định quy thuận ông.
Quyên Thành cách Bộc Dương chưa đầy trăm dặm, đại quân Tào Tháo vượt sông Hoàng Hà, thẳng tiến tới Bộc Dương, bày binh bố trận trên vùng bình nguyên phía đông thành.
Lúc đó là buổi sớm, mặt trời mới ló dạng. Trận này Lữ Bố chỉ để lại Trần Cung vừa kịp trở về Bộc Dương giữ thành, còn Hác Manh, Tào Tính, Thành Liêm, Ngụy Tục, Tống Hiến, Hầu Thành cùng các kiện tướng đều xuất trận. Tào Tháo lấy Nhạc Tiến làm tiên phong, Vu Cấm và Hạ Hầu Đôn làm hai cánh trái phải, Hạ Hầu Uyên dẫn quân Thanh Châu làm trung quân. Hai thế lực giằng co, khai màn trận chiến ác liệt tranh đoạt Duyên Châu ngay trên bình nguyên ngoài thành.
Đôi bên đều là binh hùng tướng mạnh. Lữ Bố thiện chiến, còn phía Tào Tháo có Nhạc Tiến, Hạ Hầu Đôn, Vu Cấm cũng là những mãnh tướng bậc nhất. Lữ Bố bôn ba nhiều năm, vô cùng cần một nơi đặt chân; Tào Tháo thì thề phải đoạt lại Duyên Châu, cả hai đều có tâm thế tử chiến, tiếng sát phạt vang tận trời xanh, trận chiến vô cùng thảm liệt.
Lữ Bố tuy mưu lược không cao nhưng lại cực kỳ nhạy bén trong chiến đấu, đặc biệt là kỵ chiến, thậm chí còn hơn cả Trương Liêu. Đánh không được bao lâu, hắn đã nhìn ra điểm yếu của quân Thanh Châu dưới trướng Tào Tháo. Hắn để Hác Manh, Tào Tính và các tướng dẫn bộ binh tác chiến, còn bản thân đích thân dẫn ba ngàn kỵ binh xông ra. vó ngựa sắt cuốn lên như sấm, xen lẫn tiếng hú hét của quân Hung Nô, thẳng hướng quân Thanh Châu mà tới.
Quân Thanh Châu tuy rất trung thành với Tào Tháo, nhưng mấy năm trước từng bị kỵ binh sắt của Công Tôn Toản đánh cho tan tác tại Đông Quang, Bột Hải; nửa năm trước lại bị kỵ binh của Trương Liêu ở Từ Châu chém giết tan nát, nên đã có bóng ma tâm lý với kỵ binh. Kỵ binh Lữ Bố vừa xông tới, họ liền tan tác bỏ chạy, trận hình quân Tào rối loạn, quân Thanh Châu mạnh ai nấy chạy, chẳng màng đến lệnh chủ tướng.
Lữ Bố thấy vậy mừng rỡ, kỵ binh như tia chớp, không hề đánh vào trung quân Tào Tháo mà chỉ truy kích đám quân Thanh Châu đang tan tác. Cảnh tượng ở Hạ Bì, Từ Châu lại tái hiện, quân Thanh Châu quay đầu va vào trận doanh của Tào Tháo, cộng thêm kỵ binh Lữ Bố thuận thế xé nát trận hình của ông.
Tào Tháo thấy vậy vô cùng kinh hãi, các doanh trại đều hỗn loạn. Họ từng trải qua thất bại thảm hại ở chiến trường Hạ Bì, nhưng nay đối mặt với chiến thuật kỵ binh này vẫn không thể đối phó. Tào Tháo trong trung quân giận dữ chửi bới: "Thằng nhãi Lữ Bố này học đòi Trương Văn Viễn sao!". Nhưng dù chửi thế nào cũng vô ích, trận đầu thất lợi, Tào Tháo chỉ có thể lui lại, dựa vào địa hình để chặn kỵ binh Lữ Bố rồi thu gom binh mã.
Lữ Bố sợ rời xa Bộc Dương sẽ bị Tào Tháo chia quân chiếm mất thành, nên không dám truy kích quá gắt, bèn rút về, sau đó chia một cánh quân đóng giữ phía tây Bộc Dương để hộ vệ thành chính, tạo thế tương trợ lẫn nhau.
Hai quân cứ thế giằng co. Sau vài ngày đại chiến, vào một đêm khuya, Tào Tháo đích thân dẫn đại quân tập kích đồn phía tây thành Bộc Dương, giành thắng lợi trong chớp nhoáng, chưa đến hừng đông đã kết thúc trận chiến. Ngay khi đang định rút lui, Lữ Bố đích thân dẫn quân tiếp viện từ Bộc Dương tới, chỉ huy quân đội ép sát toàn tuyến, bao vây quân Tào.
Trận này Lữ Bố quyết tâm giành thắng lợi, không chịu buông tha. Quân Tào rơi vào khổ chiến, đánh từ bình minh đến tận hoàng hôn, đôi bên thương vong nặng nề. Kỵ binh Lữ Bố liên tục cắt ngang đội hình, đến cuối cùng ngay cả chiến mã cũng không thể chạy nổi. So với lịch sử, hắn thiếu đi hai đại tướng là Trương Liêu và Cao Thuận nên sức chiến đấu của bộ binh giảm sút đáng kể. Tào Tháo cũng thiếu Điển Vi, chỉ dựa vào Nhạc Tiến, Vu Cấm và Hạ Hầu Đôn chống đỡ. Đặc biệt là Nhạc Tiến vô cùng dũng mãnh, mặc hai lớp giáp, tay cầm trường mâu, lưng đeo liêu kích, phản kích lại kỵ binh Lữ Bố. Kỵ binh Lữ Bố tổn thất không nhỏ, quân Hung Nô có phần không chịu nổi, cuối cùng đành tạm thời rút lui, cục diện chiến trường mới hơi ổn định. Đến khi trời tối, quân Tào mới đột phá vòng vây rút đi.
Lữ Bố trở về thành, tướng sĩ mệt mỏi. Trần Cung hiến kế, sai một đại hộ họ Điền trong thành phái người lẻn vào doanh trại Tào Tháo, nói rằng Lữ Bố tàn bạo bất nhân, quân Hung Nô dưới trướng cướp bóc lương thảo của nhà giàu, dân chúng oán hận, nguyện làm nội ứng cho Tào Tháo.
Tào Tháo đang lo không chiếm được Bộc Dương, thấy có nội ứng thì vô cùng vui mừng. Hí Chí Tài cho rằng đây là kế trá hàng của Lữ Bố, nhưng Tào Tháo lại cho rằng đáng tin, dù sao Bộc Dương cũng từng là của ông, Lữ Bố chiếm đóng chưa đầy tháng. Hơn nữa, ông chỉ lo kỵ binh Lữ Bố dũng mãnh và thành Bộc Dương cao lớn khó đánh, chỉ cần vào được thành thì dù có trúng kế, ông cũng tự tin không sợ Lữ Bố.
Đêm đó, cửa đông Bộc Dương mở rộng. Vì Hạ Hầu Đôn từng đóng quân tại Bộc Dương, rất am hiểu tình hình trong thành, Tào Tháo lệnh cho Nhạc Tiến và Hạ Hầu Đôn đi trước, ông dẫn quân theo sát. Vu Cấm và Hạ Hầu Uyên mỗi người dẫn một cánh quân tới cửa nam và cửa tây, chuẩn bị tấn công ba mặt sau khi đại chiến trong thành bắt đầu.
Tào Tháo đích thân dẫn quân vào thành. Sau khi qua cửa đông, để thể hiện quyết tâm "bối thủy nhất chiến" (đánh trận sống còn), ông học theo Hàn Tín và Hạng Vũ, ra lệnh cho binh lính đốt cháy cửa thành, tự cắt đứt đường lui.
Sau đó đại quân trực tiếp tiến vào thành. Trong thành, Lữ Bố đương nhiên đã sớm có mai phục. Tào Tháo đi chưa được bao lâu, tiếng trống bốn phía vang lên dồn dập, tiếng sát phạt như sấm. Lữ Bố đích thân dẫn kỵ binh xung kích trên đường phố, cộng thêm cung thủ hai bên bắn tên tới tấp, bộ binh xông vào chém giết, quân Tào đại loạn.
Khi Lữ Bố đóng quân ở Hà Nội, cách huấn luyện binh mã đều học theo Trương Liêu, hơn nữa sau khi trải qua loạn Trường An, ngoài kỵ chiến, Lữ Bố còn rất coi trọng tác chiến trong hẻm nhỏ. Nhạc Tiến, Hạ Hầu Đôn và các tướng dù dũng mãnh xông pha cũng không chiếm được ưu thế.
Tào Tháo không ngờ tác chiến trong hẻm cũng không đánh lại Lữ Bố, trong bóng tối lại lạc mất Nhạc Tiến, Hạ Hầu Đôn và các tướng lĩnh. Hơn nữa, số lượng binh mã của Lữ Bố vượt xa dự đoán của ông, dường như đông đảo không dứt. Thấy tình thế không ổn, ông chỉ còn cách đột phá ra ngoài thành, dọc đường lại gặp vài lần xung kích, lạc cả khỏi thân vệ.
Tuy nhiên, Tào Tháo cũng khá giỏi võ nghệ, tay cầm trường mâu, vứt bỏ mũ giáp dễ nhận biết, lấy giẻ rách quấn quanh giáp trụ, vừa đánh vừa lui dọc theo ven đường.
Trong bóng tối, Lữ Bố dẫn kỵ binh truy sát, tìm kiếm Tào Tháo. Khi kỵ binh lướt qua bên cạnh Tào Tháo, Lữ Bố dùng kích chặn ông lại, quát lớn: "Tào Tháo đâu?". Hắn chưa từng gặp Tào Tháo nên không nhận ra.
Tào Tháo không ngờ lại đụng độ Lữ Bố, trong lòng căng thẳng, nhưng ông vốn là kẻ gian hùng đa mưu, liền chỉ tay về phía nam, gấp gáp nói: "Tiểu nhân nguyện theo tướng quân, xin tha mạng! Cửa đông bốc cháy, Tào Tháo đã chạy về cửa nam, kẻ đang cưỡi ngựa vàng chạy phía trước chính là hắn đó!"
Lữ Bố thấy hắn đầu hàng, lại nghe nói Tào Tháo đang ở phía trước, liền không thèm để ý tới hắn nữa, dẫn quân đuổi gấp về phía nam.
Tào Tháo lúc này đã toát mồ hôi lạnh, vội vã chạy về cửa đông. Đến nơi mới phát hiện ngọn lửa ông đốt trước đó vẫn đang cháy dữ dội, khó lòng vượt qua.
Thấy phía sau có loạn quân đuổi tới, Tào Tháo trong lúc cấp bách chẳng màng gì nữa, thấy ngọn lửa chỉ còn một đường, liền rút kiếm xông vào. Không ngờ cửa thành bị cháy sập xuống một tấm ván lửa, Tào Tháo vội dùng kiếm đỡ, cánh tay và râu tóc đều bị lửa thiêu cháy. Đang lúc nguy cấp, một người xông tới chặn tấm ván lửa lại, chính là Tư Mã Lâu Dị. Tào Tháo mừng rỡ, được Lâu Dị dìu đi, vội vã thoát khỏi thành.
Ra đến ngoài thành lại gặp một cánh quân của Lữ Bố, Lâu Dị để Tào Tháo trốn đi, còn mình thì dẫn dụ cánh quân đó đi chỗ khác.
Trong thành, Hạ Hầu Đôn và các tướng không thấy Tào Tháo đâu, vô cùng hoảng sợ, chia nhau tìm kiếm, hỗn loạn một hồi, cho đến khi trời sáng mới xông được ra ngoài, gặp lại Tào Tháo đang bị thương trong doanh trại.
Tào Tháo tuy bị thương, lại gặp đại bại, nhưng vẫn bình tĩnh như thường. Ông đến doanh trại đích thân thăm hỏi binh sĩ, ra lệnh cho các quân dựng trại đóng cọc, bố trí công sự phòng thủ như chông sắt, hố bẫy, đồng thời gấp rút chế tạo khí cụ công thành, chuẩn bị cho cuộc chiến lâu dài.
Lữ Bố phản công vài lần nhưng không chiếm được ưu thế, từ đó đôi bên rơi vào thế giằng co.
Cùng lúc đó, tại Thanh Châu, Trương Liêu cũng đang đối mặt với chiến sự, Viên Đàm và Đan Kinh mỗi bên dẫn vạn quân từ phía tây và phía bắc đánh vào Thanh Châu.