曹操出了一个抄走偏僻小道、以攻乌桓不备的主意，曹操纳之。为麻痹乌桓，曹军到处散布雨大路泞、暂予撤军、改为秋冬再攻之类的消息。乌桓方信以为真，戒备因此松弛。
曹操挑选精粹，组成轻骑突袭部队，在向导田畴的引领下，疾行于崇山峻岭中，而曹军重兵则在数百里之外，隐蔽跟进。
曹军突现乌桓腹地白狼山。乌桓方经过短暂惊诧，迅速集结军队，数量几倍于曹军。面对黑压压望不到头的乌桓军队，疲惫的曹军将士，恐惧中希望等待后续部队到后，形成合力，再予决战。曹操因此犹豫不决。
就在这时，张辽站了出来，他力排众议，极力劝说曹操，必须趁着乌桓军队阵势尚末整齐之际，即予冲击。曹操十分欣赏张辽的雄壮斗志，立马采纳。《魏史》载:"太祖壮之，自以所持麾授辽。"翻译成时下白话文，就是"曹操鼓励了这一做法，并将自己所持之麾，授予张辽。"
所谓"麾"，类似时下战旗。《淮南子主术训》中有"军之持麾者，妄指则乱矣"一语。"持麾"的作用关键在于"指"，即指向哪里，就冲哪里。《魏武军令》说得更是具体："麾前则前，麾后则后，麾左则左，麾右则右。不闻令而擅前后左右者斩。"也就是说，曹操将"麾"交于张辽，等于将自己的指挥权交给了张辽。
张辽原为吕布属下，吕布败后，转为曹操部将。受到曹操如此信任，张辽感动非凡，抱着"士为知己者死"的报答之情，带着曹军冲向敌阵。
乌桓首领蹋顿以为，眼前这点曹军人马，绝对不敢与己出战，因此神态自若地与袁尚、袁熙等有说有笑。主帅如此轻松，乌桓将士自然散漫，及至发现曹军那么点人，似蛟龙出海般、猛虎下山般、厉鬼索魂般奔来，先是傻呆，接着惊慌，继而是乱，一乱则百乱，百乱致千乱，千乱就不可收拾了。而曹军则勇气倍增，到处可见以一逐十、甚至以一逐百的曹军将士在拼命厮杀！
这一战，不仅迅速冲溃了乌桓整个军阵，而且非常幸运地率先斩杀了以"骁武"著称的乌桓单于蹋顿！首领被斩，乌桓军群龙无首，斗志尽失，之后涉降者多达20万之众。袁尚、袁熙弟兄俩，则又重复当年败走邺城的做法，带着几千亲兵，投奔辽东的公孙康去了。
乌桓之战，不仅成就了张辽的威名，而且为曹操之后实施的"南攻西征"战路，解除了后顾之忧。不过，由于长途奔袭、舟车劳顿，曹操所器重的谋士郭嘉，死于归途中。而袁尚、袁熙，则被惧曹的公孙康斩了，割下首级献于曹操。
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