作为三国三大战役之一，官渡之战的过程在这里不再累述。其实，在对峙阶段，袁绍本有机会获胜，许攸曾向他建议“曹操兵少却全部投入官渡，大本营许都势必空虚，若派遣一队轻骑星夜偷袭，势必拿下，如此则‘挟天子以令诸侯’的人就是袁公你了；就是曹操不因许都失守而溃败，我们也可以首尾夹击，击败他并不难”。（原文见《资治通鉴?卷六十三》）自恃兵多的袁绍拒绝了这个建议，他想着要在两军阵上真刀真枪地打败曹操，这也间接导致将许攸推向曹操一方（直接原因是许攸因家属违法，被袁绍问责）。差不多同一时间，张郃也向袁绍提出过与类似的计策：“公虽连胜，然勿与曹公战也，密遣轻骑抄绝其南，则兵自败矣。”大概袁绍根本没想到身为武将的张郃也能出谋划策，他认定死理：武将就管征战，动脑筋的事还是交给谋士吧。张郃的计策自然也被过滤掉。
袁绍不纳忠言，一味与曹操玩儿消耗，导致许攸负气出走，将军机大事——军粮问题透露给曹操。曹操如获至宝，亲率人马偷袭袁军屯粮之所乌巢。对于曹操的这一步棋，袁绍本可有两套方案应对：一是派精兵增援乌巢，力保粮草不失；一是将计就计，攻击曹操大营，围魏救赵，迫使曹操回救，可解乌巢之围。谋士郭图就是持后一种方案，张郃坚决主张采取第一种方案，在他看来，按照曹操平日用兵习惯，星夜袭击敌方屯粮重地，必定是做好周密安排，即以精兵参与突袭，以重兵坚守大营，前者将“往必破琼（乌巢守将淳于琼）等，则将军事去矣”，后者则“曹公营固，攻之必不拔，若琼等见禽，吾属尽为虏矣”。袁绍自以为是，来了个折中之策，乌巢要救，曹营也要打：他安排轻骑援助淳于琼，调遣重兵强攻曹营——他完全配合了曹操的用兵方略，真是愚昧至极。后来的战局证明了张郃的建议极其正确，乌巢军粮被烧，成为袁绍官渡惨败的导火索。
其实，郭图的建议并非一无是处，而且在某种程度上也是兵家惯用之策。那为何没有效果呢？需知，“兵家惯用之策”只是一条基本准则，并非万无一失，孙武曾说“兵无常势，水无常形”，需因势而变，不能拘于常理。张郃常年身在一线，对袁绍帐下同僚的能力、秉性非常了解，所以他能作出“往必破琼”的结论；此外，多年的领兵经验，使他能够对对手曹操的用兵习惯有所了解——多诈（这也是曹操为人的性格）——在派兵袭击乌巢的同时，一定要先保证大本营不丢。
这些原因只是我们今天的推断，但可以看出通过多年军旅生涯的打磨，张郃早已不是当年跟随韩馥的军司马，他有能力独当一面，只是遇人不淑。所以，天注定，曹操将是最适合他的主公。
关于张郃降曹，光《三国志》一书上就有多种不同的记载，《张郃传》说是郭图因为计策失灵感到脸上无光，向袁绍进谗言：“张郃见主公不用他的计策而遭致失败，幸灾乐祸，以致出言不逊。”张郃知道后很害怕，便降了曹操；《武帝纪》说：“（袁绍）乃使张郃、高览攻曹洪。郃等闻琼破，遂来降。绍众大溃”；《袁绍传》说：“太祖还，未至营，绍将高览、张郃等率其众降。绍众大溃。”三种记载，两类说法，或是袁绍军先败而后张郃降；或是张郃先降而后袁绍军败。看似不起眼的先后顺序，实则隐藏了极大的秘密，如果是前一类说法，张郃的投降应是无奈之举，甚至还带有几分悲壮；如果后一种说法成立，张郃的投降便带有一些为伦理所不容的元素。
那么张郃究竟是如何做的呢？其实很简单，前文我们分析过张郃在军旅之中察人识人的功夫，他了解淳于琼的特点又清楚曹操的习惯，对老板袁绍的为人品性一定也是知根知底。袁绍，《后汉书》记载：“性矜愎自高，短于从善。”曹操也评价这位小伙伴“志大而智小，色厉而胆薄，忌克而少威”，袁本初最大的短处就是刚愎自用、色厉内荏。这些问题难道张郃会看不出来？官渡大战前，监军沮授、谋士田丰因先后建言“作战时机不对，只宜避其锋芒，用持久战、消耗战拖跨曹操”而让好大喜功的袁绍极为不快，结果前者遭解除兵权，后者被关了禁闭。可见袁绍对待不同意见一直是采取封杀、报复的态度，而且极爱面子（田丰被杀也是这个原因）。为救乌巢，张郃与郭图意见相左，袁绍尽管采取折中的办法，内心还是倾向郭图。如果侥幸成功，以郭图为人必定自诩神机，袁绍也会认为是自己英明所致；如果失败，心胸狭隘的袁绍必定翻脸，沮授、田丰的昨天就是张郃的明天。与其含冤受辱，不如乘早倒戈。以张郃对曹操的了解，认定其是一个礼贤下士的明主，关键是“挟天子以令诸侯”，打的是中央军旗号。综上所述，张郃降曹，应当是一种主动行为，发生在乌巢被烧之后，曹操发动总攻之前。在他的说服下，高览也“临阵反水”，二人率领的部队是袁军的精锐，他们的叛降是导致袁绍全军溃败的重用原因。相较乌巢被烧硬件瘫痪，人心出了问题，才是袁绍失败致命伤。
或许是因为张郃在这个节骨眼上的投降让曹操预判到战斗最终的胜负走向，他非常高兴，封张郃为偏将军、都亭侯，尽管是低档的侯爵，对于一个新降之人，也算是厚待，甚至他当着张郃的面称他归降的意义不亚于“微子去殷、韩信归汉”，一重含义是：这是典型的弃暗投明；另一重含义，则称赞其才干过人。张郃究竟比不比得了韩信？这个待我们以后解说，从他弃袁投曹的举动来看，做法上虽有待商榷，却很好地利用了“时间差”，无意中为自身魅力加了分，赢得了曹操的青睐。