為刺客所殺。

同年，郭嘉隨曹操在官渡之戰中大敗袁紹。建安七年（201年）5月，袁紹因軍敗憤愧嘔血而亡，少子袁尚繼大將軍及冀州牧位，令長子袁譚率少數兵力防守黎陽。九月，曹軍渡黃河攻黎陽，譚請增兵，尚恐譚兵多後奪其權，遂自率軍來援，與曹軍相持於黎陽。

建安八年（203年）二月，曹軍發起總攻，大戰於黎陽城下，袁軍戰敗，袁尚、袁譚棄城逃鄴，曹軍佔領黎陽。四月，曹操進軍鄴城，為充實軍糧，搶收小麥。袁軍乘機發起反擊，曹軍小挫。曹操本擬重新組織攻城。郭嘉認為：“袁紹愛此二子，莫適立也。有郭圖、逢紀為之謀臣，必交鬥其間，還相離也。急之則相持，緩之而後爭心生。不如南向荊州，若徵劉表者，以待其變；變成而後擊之，可一舉定也”（《三國志&amp；#8226；魏書&amp；#8226；郭嘉傳》）。曹操納其計。五月，撤軍返許昌（今河南許昌東），留部將賈信屯兵黎陽，監視袁軍。

建安九年（203年），袁尚、袁譚果然發起內訌，袁譚為袁尚所敗，派辛毗向曹操乞降。曹操遂以支援袁譚為名，攻打鄴城（今河北臨漳西南）。七月，袁尚軍潰散逃往中山（今河北定州），輜重盡為曹軍所獲。鄴城守軍聞汛瓦解。十月，袁尚勢力基本上為曹操所消滅。

在曹操圍攻鄴城時，原已歸降曹操的袁譚，又背叛曹操，乘機攻取甘陵、安平、勃海、河間等地，並進攻逃至中山（今河北定州）的袁尚，迫使袁尚再逃故安（今河北易縣東固安），投奔幽州（治今北京城西南）刺史袁熙。袁譚收袁尚殘部，駐紮龍湊（今山東平原東南）。曹操在擊垮袁尚後，按各個擊破的方針，以袁譚背盟為藉口，出兵進攻袁譚。建安十年（204年）正月，曹操進攻南皮，大破袁軍，佔領南皮，袁譚出逃，被曹軍追上殺死。袁譚所屬各郡、縣盡歸順曹操。郭嘉對曹操說：“多闢青、冀、幽、併名士以為掾屬，使人心歸附”（《資治通鑑&amp；#8226；卷第六十四》）。曹操為安撫地方，採納了郭嘉的建議，穩定了統治。冀州平定，郭嘉因功被封為洧陽亭侯。

時遼西少數民族烏桓部落乘中原戰亂，擄遷漢族邊民10餘萬戶。曹操取冀州，殺袁譚後，袁熙、袁尚逃往烏桓，二者聯結，不斷侵擾邊境。曹操為統一北方，於建安十二年（207年）秋，開始遠征烏桓的作戰。劉備聞訊，立即趕往荊州，勸劉表趁曹操北征烏桓之機奪取許都（今河南許昌東），迎獻帝，興漢室。曹操甚為擔心，諸將皆說：“袁尚亡虜耳，夷狄貪而無親，豈能為尚用！今深入徵之，劉備必說劉表以襲許，萬一為變，事不可悔”（《資治通鑑&amp；#8226；卷第六十五》）。郭嘉卻詳細地分析了平烏桓之役的可行性和重大意義：“公雖威震天下，胡恃其遠，必不裝置。因其無備，卒然擊之，可破滅也。且袁紹有恩於民夷，而尚兄弟生存。今四州之民，徒以威附，德施未加，舍而南征，尚因烏丸之資，招其死主之臣，胡人一動，民夷懼應，以生蹋頓之心，成覬覦之計，恐青、冀非己之有也。表，坐談客耳，自知才不足以御備，重任之則恐不能制，輕任之則備不為用，雖虛國遠征，公無憂矣”（《三國志&amp；#8226；魏書&amp；#8226；郭嘉傳》）。

曹操聽罷，茅塞頓開，遂立即揮師北上，進至易（今河北雄縣西北）時，郭嘉又獻策說：“兵貴神速。今千里襲人，輜重多，難以趣利，且彼聞之，必為備；不如留輜重，輕兵兼道以出，掩其不意”（《三國志&amp；#8226；魏書&amp；#8226；郭嘉傳》）。後來，這一戰成為了中國戰爭史上“兵貴神速、奇兵制勝”的經典戰例。曹操依計而行，親率輕騎兵，晝夜兼程，疾速行軍。在白狼山（今遼寧喀喇沁左翼蒙古自治縣東境白鹿山）殲滅烏桓主力