南征北战

公元200年，曹操和袁绍在官渡决战。四月，曹操在白马之战中斩杀袁绍大将颜良、文丑，顶住了袁绍的猛烈攻势。十月，正在战事进入僵局之时，袁绍谋士许攸投奔曹操，向曹操献策，偷袭袁绍的粮草囤积地乌巢。曹操采纳许攸的意见，奇袭乌巢，焚烧了袁军粮草辎重，扭转了战局。随后，袁绍大败，仅剩八百骑逃回北方。公元202年，袁绍病逝，其子袁谭、袁尚争位，河北大乱，曹操趁势进攻。最后，曹操在207年彻底消灭袁氏集团，统一中国北部。

建安十三年（208年）六月，被任命为丞相。七月，曹操亲统大军10余万南征荆州，企图先灭刘表，再顺长江东进，击败孙权，以统一天下。八月，荆州牧刘表病亡，次子刘琮请降。九月，刘备在长坂坡被曹军重创，不得不与孙权联合。十二月，曹操於赤壁之战中败於刘备和孙权联军（赤壁战後，曹操逃亡北方。曾感叹：「若郭奉孝在，我不会败的这麽惨！」）。曹操损失惨重，失去一举统一天下的机会。中国历史上魏蜀吴三国鼎立的局面开始形成。

加官晋爵

212年，董昭等人推举曹操为「魏公」，荀彧以忠於汉室立场提出反对。曹操答应荀彧永不作魏公，但因此曹操对荀彧不悦。不久之后，曹操赠送食物给荀彧，荀彧打开食器，见器中空无一物，因此迫服毒自尽。（一说是曹操军至濡须，荀彧因病留在寿春(今安徽寿县)，因忧虑而死）。213年，曹操自封为「魏公」。215年，攻灭汉中的张鲁势力。消灭张鲁後，曹操快速地得到汉中，但刘备得悉曹操得汉中，危害蜀地安全，便和孙权平分荆州，回师益州。曹操没有接受刘晔的建议，未能趁刘备未站住脚跟之时攻蜀，便班师回朝，错失了统一天下的机会。216年，曹操再自封「魏王」，自加九锡，217年设天子旌旗，戴天子旒冕，出入得称警跸，并作泮宫。十月，再授赐十王冠、二彩带，乘金根车，驾六马，设五时副车。他名义上虽仍为汉臣，实际上掌握等同於皇帝的权力和威势，权倾朝野，汉献帝形同手上傀儡随意摆布。并任夏侯渊为征西将军、曹仁为征南将军，欲取荆蜀。

汉中争夺战

217年，刘备大举进攻汉中，汉中之战爆发。孙权也偷袭合肥，由於形势紧张，曹操便在九月亲自到长安坐镇，与刘备相峙一年。219年正月刘备亲自领军和黄忠分进合击，大破夏侯渊。汉中为刘备攻占，同年三月曹操亲自挥军欲夺回，一度还召集抽调镇守北方的曹彰二十万大军增援，但都为刘备所败，魏军无功而返，刘备还派刘封、黄忠、赵云等将攻击曹军。至五月曹操便撤退至长安，刘备攻下房陵，派刘封顺沔水攻占上庸。相传曹操再度败於刘备，此段心境为「鸡肋─鸡肋！食之无味，弃之可惜！」的典故

襄樊之战

219年七月，刘备称汉中王，封关羽为前将军。关羽大举攻进襄阳，进一步围困曹军大将曹仁残军於樊城，曹操派大将于禁、庞德援救，适时汉水暴涨，淹没于禁七军，禁向关羽投降，庞德则被关羽擒杀，关羽还另派遣军队包围襄阳，一时威震华夏。当时曹操治下许多州郡的义军早已受关羽遥控。

219年十月，曹操欲迁都避其锋芒，司马懿、蒋济等劝阻，认为孙权必然不愿看到关羽坐大。孙权果然觊觎荆州而自请袭击关羽後方。曹操命人把孙权偷袭荆州的消息用箭射到关羽和樊城守将曹仁处，曹军士气大振，而关羽进退失据。此时，曹仁出城与援军徐晃一同出击，击退关羽，解除了樊城之围。不久之后，关羽被孙权擒杀，孙权将关羽的首级送到许昌。襄樊战役结束。

曹操之死

建安二十四年冬，孙权上书称臣，史书上说孙权“陈说天命”，就是劝曹操称帝。曹操说：“这小子是想把我放在火上烤啊！”曹操把孙权来书给群臣观看，此时陈群、夏侯惇、司马懿等人都劝曹操登基。曹操却不想废汉自立，他说：“若天命在吾，吾为周文王矣。”（昔日周文王三分天下有其二仍称臣于纣王，他的儿子周武王才灭商纣统一天下。有人认为这是曹操暗示要让儿子曹丕完成他未竟的事业。）

曹操在建安二十五年正月廿三庚子日（220年3月15日）死於洛阳，享年六十六岁。 谥曰武王。二月廿一丁卯日（4月11日）葬高陵。

220年长子曹丕以魏篡汉，追尊曹操为太祖武皇帝。他是魏国的奠基人。着有《孙子略解》、《兵书接要》等军事着作和《蒿里行》、《观沧海》、《龟虽寿》等诗篇。後人并且辑有《曹操集》。