于是，吕布引军屯南十余里，第二天，吕布再次前来挑战，曹操把自己的一半士兵埋伏在堤后，另一半的士兵暴露在堤外布下阵势。
吕布的军队逼近时，曹操才命轻装部队挑战，等到两军厮杀在一起以后，伏兵才登上大堤杀出，步兵与骑兵一齐冲锋，大破吕布的军队，直追到吕布的营寨才返回。
吕布当夜撤退，曹操将兖州各城全部收复，吕布东逃投奔刘备，张邈到袁术那裏求救，留下张超带着家眷部属驻守雍丘。
曹操包围张超，围了几个月，杀了张超和张氏三族，张邈未到寿春，就被他的士卒杀害。
兴平二年，吕布见到刘备后，对其非常尊敬，对刘备说：
“我和阁下都是北疆边境的人，我当时见关东军起兵，想要诛杀董卓。
但我杀了董卓东出，关东诸将却没有一个接纳我，都想要杀了我。”
并请刘备坐在帐中的床上，令妻妾向刘备行礼，酌酒饮食，称刘备为贤弟。
刘备见吕布语言无常，表面以为然之，但心里却不开心，袁术率军攻打徐州，与刘备相持于盱眙、淮阴。
相持一个月，双方互有胜败，袁术写信给吕布，许诺送上二十万斛大米，诱使其袭击下邳，于是吕布水陆东下，军队抵达下邳西四十里时，刘备的中郎将丹杨人许耽派司马章诳前来迎接吕布，并向吕布透露了张飞和曹豹相争。
下邳城内大乱，丹阳兵都在西白门城内等待吕布的到来，于是吕布便大举进军，早晨到达城下。
天亮后，丹阳兵打开城门，吕布坐在城门上，指挥军队大破张飞，俘虏刘备的妻妾儿女及其部曲的家眷。
此时，刘备为袁术所败逃往海西，饥饿疲惫，向吕布请求投降，吕布又恼火袁术不再运粮来，就准备了车马迎接刘备，让刘备担任豫州刺史，派他驻守小沛，吕布自称为徐州牧。
同年七月，因李傕、郭汜的火拼，汉献帝从长安东归，途径河东，下诏书令吕布迎驾。
由于吕布的军队没有储备足够的粮食，无法勤王，于是吕布派遣使者上书谢罪，朝廷任命吕布为平东将军，封平陶侯。
建安元年，袁术派大将纪灵带领步骑共三万多人马征讨刘备，刘备向吕布求援，吕布手下将领说：
“将军您一直想除掉刘备，如今可借袁术的手除掉他。”
吕布说：
“并非如此，袁术如果占据了小沛，就会联合北面泰山一带的部队，我们就会被袁术所包围，我不能不去救刘备啊。”
于是领步兵千人、骑兵二百，飞速赶往小沛，纪灵等人听说吕布前来援救刘备，只好收兵，不敢轻举妄动。
吕布在离小沛西南一里的地方扎下营寨，派卫士去请纪灵等将领，纪灵等人也请吕布一起饮酒，吕布对纪灵等人说：
“玄德，是我吕布的贤弟，如今他被诸位所围，我特意赶来救他，我吕布生性不爱看别人互相争斗，只喜欢替别人解除纷争。”