張遼不從，苦思破敵妙計，召程昱前來商議。張遼道：「我意與諸將分營而立，率領兩萬兵馬屯於大營東側以作誘餌，引誘平原守軍出城。公與夏侯將軍率領其餘士兵，駐守大營。河北軍向來痛恨於我，得知我分營而立，必然會集結兵力前來偷襲。待河北重兵襲擊我處大營，公與夏侯將軍兵分兩路，一路繞到敵軍身後，從後往前掩擊，斷絕其歸城之路，一路乘平原防守空虛，逕直襲擊平原城池。我軍兵力、戰力皆優於敵軍，許攸倘若出城，必然大敗。」
程昱聞言，急忙勸道：「計是妙計，然而過於凶險，公為我東征軍靈魂，倘若公有何閃失，我等大軍即使得勝，又有何意義？可以派一名偏將引兵相誘，此計也可行之。」
張遼道：「若是普通將領，必然不能引誘許攸重兵出城，此計雖然凶險，然而可以乘機殲滅其主力，一戰而定河北戰局。我若有失，公與夏侯將軍統領其軍，乘勢繼續攻打，河北已經勢弱，我軍必會連勝。」
程昱苦勸不住，請夏侯淳前來相勸，夏侯淳雖然受過張遼杖責，非但沒有心存仇恨，反而因為張遼秉公執法，深為欽佩，聞張遼行此險計，更是佩服其忠義之心，與程昱兩人再去勸說張遼。
張遼見夏侯淳、程昱進帳，不待兩人說話，隨即將調兵兵符交付給兩人。夏侯淳佩服其膽色，對張遼心折不已。張遼既然已經決定，夏侯淳、程昱見不能說服，三人在帳中謀劃細節。
程昱安派親兵流言：說曹操以張遼此次作戰，連遭敗績，平原又久攻不下，因此免去其主將職務，任用夏侯淳代其為主將。夏侯淳因為上次受伏大敗受過張遼軍杖，對張遼懷恨在心，命令張遼統領二萬士兵分營而立。
細作報進平原城內，許攸得訊大喜，然而其為人精細，又派細作出城仔細探聽，確認張遼的確已經分營。許攸大喜過望，召集諸將道：「張遼文武雙全，曹操因為其作戰不利而免其職，起用夏侯淳為主將。夏侯淳雖然勇猛，然而其性太剛，容易對付。如今張遼為夏侯淳忌恨，統領少數兵馬分營自立，我擬出城中重兵一舉殲滅張遼所部，諸位盡力而為。張遼若亡，其軍必退。」諸將大多曾敗在張遼手上，聞有此良，都興求戰之心。
入夜，許攸命領卞喜、王粲兩人率領兩萬士兵駐守平原城，自率諸將起精兵八萬往劫張遼營寨。張遼立營時料知許攸必然會率重兵前來，讓部下多在營內挖掘陷坑若干，又使兵士多備弓箭，士兵分為兩班巡夜，不敢有絲毫馬虎。
許攸重兵未曾進入兵營，就為曹軍現蹤跡，張遼命令士兵用弓箭攢擊。河北兵尚入攻入張遼大營，損傷士兵已經不少。然而許攸所部士兵幾倍於張遼所部，河北諸將因為深恨張遼，統領部下拚力攻打，張遼大營前寨遂破。
張遼統領部下於後寨結陣，排成防守陣勢，迎戰許攸所部猛攻，張遼見所部士兵士氣低迷，對士兵說道：「河北大軍已中我計，諸位拚命堅守，待會大營援兵必到，河北兵必然大敗。」張遼手下士氣復振，張遼又道：「河北大軍屢次敗於我軍手中，許攸揚言，若是俘獲我軍士兵，皆坑之而不留活口。」眾位士兵聞言，不由驚懼，認為已經陷於絕地，拚力作戰。河北兵馬入營後，因為不識地形，陷於陷坑遇害者極多。
程昱聞知戰報，與夏侯淳商議，分頭行動。夏侯淳、吳綱率領三萬精兵，用河北降卒在前帶路，前鋒五千人皆換上河北兵衣甲。來到平原西門，門上喝問，降卒答道：「許將軍大勝，正在返城途中，因為擔心城中防守薄弱，命令我等先行入城。」平原守軍見答話之人口音無異，又深知城中虛實，不以為疑，打開城門。夏侯淳所部入城後，如虎如羊群，平原守兵不備，損折無數。卞喜、王粲兩人見勢不妙，聚集敗軍欲要殺出城去，往樂陵方向敗退。
程昱整頓合營大軍，與夏侯威、夏侯恩等將棄了大營，率領大軍九萬掩擊許攸所部。許攸見程昱援軍趕到，分出少數兵馬迎戰，仍然投入多數兵力進攻張遼所部。
程昱所部士兵跟隨張遼日久，向來佩服其為人與力能，今知張遼有難，都拚死向前，河北士兵抵擋不住，逐漸呈不支之狀。張遼所部見援軍從外面殺來，士氣大振，拚死向外殺出。程昱所部人多勢眾，河北兵馬漸漸不支。
夏侯淳所部攻下平原，剿滅城中守兵，袁軍將領卞喜正欲率領敗軍出城，為夏侯淳現，騰馬上前，與卞喜爭鬥，未到十合，斬卞喜於馬下。卞喜死後，王粲見勢不妙，率領敗軍逃往樂陵。
夏侯淳命令吳綱率領二萬士兵駐守平原，掃蕩余軍，自率精兵一萬住援張遼。許攸正與曹軍激烈廝殺，遙見平原城中火起，料知已中張遼詭計，顧不上攻擊張遼所部，率領諸將往外殺去。
許攸等殺到平原城外，正逢夏侯淳引軍出城，兩軍混戰一陣，夏侯淳兵少，被許攸所部逼得退回城去。許攸乘勢欲要奪城，怎奈張遼、程昱統領大軍從後追到，許攸見勢不妙，又知平原已經失守，不敢再行纏戰，率領諸將退往樂陵。
張遼等人率領兵馬在後緊緊追殺，許攸所部且戰且退，途中損折不少人馬。幸虧樂陵顏良所部得到王粲報訊，統領救兵前來接應，張遼見顏良所部與許攸大軍合兵後，軍勢強大，統領兵馬退回平原。
此次大戰極其慘烈，張遼所部誘敵士兵損折一萬餘人，張遼亦渾身浴血，多處帶傷。夏侯淳、程昱等人聯名訴說此戰經過，詳述張遼之功，曹操閱書，對眾人道：「若是諸將皆如文遠如此忠義，何懼金旋大軍。」派人重賞張遼，張遼將厚賞之物轉賞給眾將，自己絲毫不取。
許攸所部此戰損傷巨大，死傷共有三萬五千餘人，平原郡城失陷，大將卞喜身亡。許攸無臉回見袁尚，手書請罪書，派人赴南皮送與袁尚，書中詳述此戰經過，因指揮不利，欲要辭去主將一職。
袁尚聞知平原失守，大驚失色，見許攸所書後，知道許攸此戰已經盡力，不好責怪，反派使人趕到樂陵，撫慰許攸與所部諸將。許攸在樂陵操練兵馬，欲要恢復平原。