既然谈不拢，那就开战吧！近二十天的时间内，双方大战于泗水岸边，当初的二十三万人，也锐减到了不足十万人！整个泗水，血红一片、浮尸数十里。
曹操很清楚，有刘备援助陶谦，下邳城他是没法攻破了。可是，曹操也不愿这样无功而返，继而，双方顿兵于泗水两岸，进入相持不下的阶段。
就在这时，有噩耗从兖州传来，吕布联合曹操的部下陈宫、张邈等人，攻占了兖州东郡的东武阳、濮阳等城池。曹操不敢迟疑，当即撤兵泗水。
陶谦为了感谢刘备，将徐州琅邪国划归到青州治下，刘备数次推脱不得，只好代为管理！
第一次徐州之战，就这样结束了！