長安改革政務的同時，諸葛亮在洛陽整頓軍務完畢，約定時日，命令諸路大軍同時攻擊曹軍轄地.周瑜所部攻打樂陵，關羽所部攻打陳留，6遜所部攻打濮陽，姜維所部攻打鄴城，自引洛陽大軍攻打許昌。此時洛陽大軍共有二十一萬，諸葛亮使李嚴率領五萬人駐守洛陽，親自率領大軍十六萬攻打許昌。
許昌曹植此時如熱鍋上的螞蟻，前線接連傳來軍報，金旋諸路大軍同時出動，陳留、樂陵、濮陽、許昌四地危急。曹植召集眾位文武商議對策，賈詡道：「今金旋兵眾，況且諸路元帥多謀，與其正面作戰，恐怕勝少負多。可以急命各郡鞏固城防，聚集糧草，準備久守，待其軍銳氣漸失之時，然後伺機出戰，或可擊退其兵。」曹植採納其言，下令各郡堅守不戰。
諸葛亮大軍來到許昌城下，派遣部將圍困許昌，四面攻打城池。曹植見形勢危急，召集眾人商議，賈詡道：「諸葛亮用兵謹慎，倘若只守不攻，為諸葛亮所部伺機尋出破綻，我軍反而被動，不若間或出兵與其纏戰，不使敵軍騰出全部精力攻城。」
曹植聞言，命令曹仁、典韋、曹休整頓城中精兵十萬，出城迎戰，囑咐三將不得貪功冒進，倘若交戰不利，即刻率軍退入城內。曹仁等將統兵打開西門，正逢魏延所部軍，兩軍接戰。
魏延所部兵馬只有五萬，見曹軍兵力倍於己軍，一面結陣迎敵，一面派人急報大營。
諸葛亮見許昌守軍出城，距離城郭很近，不能施展妙計，率領大軍與魏延所部合軍，與曹軍交鋒。曹仁等將奉曹植之命，只是依城而戰，不敢貪功冒進，又派鐵盾兵護住前軍，防備敵陣強駑。
諸葛亮親臨戰場指揮，見曹兵沉穩，命令譚雄、王平各自率領兩萬重騎兵衝擊曹軍兩側。譚雄、王平所部奉命轉至左右兩側，排好軍陣，衝擊曹軍軍陣。曹兵兩肋遇襲，士兵抵擋不住，紛紛往陣內擠壓，曹軍軍陣開始混亂。
諸葛亮一見時機成熟，指揮大軍出擊，曹軍抵擋不住。曹仁見勢不妙，傳令撤入城內，所部五千餘人馬為魏延所部困住，不及入城，被圍於核心，衝突不出。曹仁欲要率領所部去救，又為譚雄等將領兵阻住。被圍曹軍見救兵不到，四周皆為諸葛亮所部兵馬，無路可逃，萬般無奈之下只好投降。
曹植此戰失利，明白城中諸將皆非諸葛亮對手，下命諸將固守不戰。諸葛亮百般誘敵，曹軍因奉曹植嚴命，概不出戰。諸葛亮無法可施，命令大軍強攻。此時曹昂、曹丕皆在城中，見許昌形勢危急，均率家兵家將上城參戰。
諸葛亮見許昌防禦嚴密，城中諸將同心協力，賈詡等人足智多謀，城池難以攻破。率領大軍屯於許昌城外，暫不攻打。命令王平率領所部兵馬把守通往官渡之路，斷絕其信息。
許昌西臨洛陽，南臨譙城，均為金旋之地，只有東路通往官渡。官渡之路被截斷後，許昌與諸郡聯繫中斷。賈詡見各郡報訊之人多為諸葛亮部兵擒獲，各郡內情被諸葛亮摸得清清楚楚，急忙去報曹植。道：「今諸葛亮截斷許昌與各郡信息，諸郡來報訊者多為其擒獲，彼軍盡知我軍內情，我軍不易勝也。不若命令張遼、郭嘉、司馬懿等人，根據戰事調整相鄰州郡軍政之事，不須至許昌請示。」
曹植然之。命令曹仁率領所部保護使都出城，命令張遼管轄樂陵、南皮、易京、北平、襄平等地防務；司馬懿管轄鄴城、晉陽、代縣等地防務；郭嘉管轄濮陽、界橋、平原等地防務；於禁管轄陳留、官渡等地防務。各郡軍政官員，按照歸屬聽命於此四人調遣。
細作探得消息，火報告給諸葛亮，諸葛亮聞訊，命令關羽、周瑜、6遜、姜維等人阻斷曹軍四路兵馬相互間通訊，集中重兵逐一破之。
此時曹軍大多聚集於許昌、鄴城、陳留、濮陽、樂陵、南皮等地。司馬懿所部共十一萬兵馬駐守鄴城，郭嘉所部共十一萬兵馬駐守濮陽，於禁所部共十萬兵馬駐守陳留，張遼所部共十一萬兵馬駐守南皮、樂陵。
張遼因為南皮為河北重鎮，城池堅固，戰略位置非常重要，命令夏侯淳、程昱、嚴政、左賢王等率領八萬兵馬駐守樂陵，自與李典、王睿、楊修等人率領四萬兵馬駐守南皮。
周瑜接到諸葛亮軍令後，命令程普率領三萬兵馬駐守北海，起兵十五萬攻擊樂陵。夏侯淳出城迎戰，屢戰不利，入城堅守不戰。周瑜見夏侯淳所部不出，率領部下猛烈攻城，夏侯淳、程昱率領守兵死守，十餘日不下。
周瑜見狀，潛思破敵良策。此時正值天旱，護城河中無水，周瑜見樂陵土層較厚，觸起一計，命令大軍移營城側，派遣士兵挖掘地道，欲從地道攻入城中。
十餘日，地道掘成。入夜，周瑜升帳點將。命令邢道榮率領一萬步兵潛入城內，殺開南門；命令凌操、蔣欽率領七萬兵馬從南門入城，奪取樂陵後，以蔣欽率領二萬兵馬駐守城池，凌操率領五萬兵馬追擊敵軍；命令馬岱率領一萬兵馬守營，一見樂陵城破，即刻移營城內，與蔣欽所部駐守城池；周瑜自與趙雲率領七萬大軍於城東結陣，切斷曹軍歸路。
地道出口於樂陵城東南角僻靜之處，邢道榮率領大軍進入城中，守兵一無防備。邢道榮大軍將到南門，才為守兵現，頓時城中警號齊鳴，夏侯淳、程昱等人率領大軍趕來救門。邢道榮率領所部與曹軍接戰，分軍殺散守門曹兵，打開城門，放凌操、蔣欽兩軍入城。大軍湧入城中，夏侯淳、程昱等見大勢已去，率領所部開東門出城，退往南皮方向。
未出五里，周瑜、趙雲率領兵馬擋住去路，夏侯淳、程昱見形勢危急，率領部下拚命衝擊，欲要殺出一條血路。凌操、邢道榮兩將率領六萬大軍從後追到，與周瑜、趙雲所部兩軍夾擊，曹軍大敗。夏侯淳見周瑜兵眾，有全軍覆滅之危，對程昱道：「你率領所部突圍，我率領部下斷後。」程昱道：「倘若不能集中兵馬衝擊，恐怕不能殺出。」夏侯淳遂引諸軍死力向前衝來，周瑜所部漸擋不住，竟然為其衝出一條血路。
夏侯淳剛剛脫出重圍，兵馬尚未聚齊，周瑜大軍復又趕至，漸對曹兵形成合圍之勢。夏侯淳對程昱道：「你率領大軍趕赴南皮，我與嚴政斷後，你勿要多言，火離去。」程昱聞言，灑淚率領五萬兵馬逃奔南皮而去。