曹仁被调往定陶后，刘备在豫州方向的压力骤减，虽然不知缘由，但因此也得以将轘辕关处兵力调往成皋。如此一来，虎牢关形势也大为改善，纵使曹军大起土山，日夜擂鼓抢攻，终究都为汉军所击退。而随着刘备休整日久，余部也逐渐从渤海之战缓过元气，曹军的攻势也愈发无力，令战场逐渐走向均势。
如此苦攻不克，曹操随遂也对荀或发令，将陆续征调河北各地的丁壮财赀，预计可再得六万余众，同时又在河南各地开墓摸金，大有常驻荥阳，与刘备坐耗钱粮、比拼国力的架势。
但眼下形势里，最令曹操难以接受的，还是定陶城牵制了多达三万的曹仁兵力，且仍看不见破城的征兆。定陶的受挫也极大地影响了对虎牢的攻势，曹操极为不满，故而他急令曹仁，命他火速破城回师。
然而曹仁的窘境却远甚于曹操。此前摧破臧洪筑造的短墙，曹仁便已损兵数千，事后试图重造土山，又不料臧洪数次出城逆战，曹仁竟不能支，又损兵数千。无奈之下，曹仁只好放弃填土想法，将全军分为五队，以四队轮番蚁附与臧洪血战，想伺机寻找城防薄弱处，继而以本阵从中破城。
然而这个想法也被臧洪识破，他欲擒故纵，故意减少兵力，在城墙间露出几个破绽，等曹军一拥而上，以为破城在即时。臧洪再率本阵骤然反击，狂风暴雨般将上城曹兵尽数歼灭。如此苦战二十余日，臧洪身先士卒，带甲而食，裹伤厮杀，军心犹自稳定，然而城下的曹军却已精疲力竭，几乎无法发起像样的攻势了。
这时候，曹仁只能与郭图商议计策，而郭图也颇感技穷，他对曹仁说：眼下将士极为疲惫，逃卒又日多，禁之不止，若不休整时日，再共下去，恐怕连城下都待不住了。
故而他建议曹仁，眼下还是先移营冤句休整，而后分兵濮阳，护送河北新至的粮草，等粮草到达荥阳之后，再与曹操述说实情，另请援兵。
曹仁别无他法，纵然心中不甘，也唯有西撤十里。而后他以路招为将，遣三千兵卒前往濮阳，叮嘱他务必请来援军。
然而这一举一动，都尽数落在臧洪眼里。他在此前的苦战中，也陆续俘获一些曹军俘虏，从中拷打可知，曹军在濮阳将来有一批粮草，由于黄河凌汛缘故，曹军暂时无法漕运，只能在濮阳用驮马转运。臧洪对此事上了心，等见到曹军后撤，他顿时派斥候窥探曹军动向。斥候果然来报，说曹军中分出数千人往北面去了。臧洪不难猜测，是那批粮草到了。
眼下城中粮食不足月余，要想继续坚守，无论如何也要夺下些粮秣。即使夺不下来，而是烧了，恐怕也能令曹军军心摇落。
臧洪下定决心，便将城中六百骑兵挑出，趁着日暮天黑，偷偷渡过濮水，朝北飞奔而去。众人一夜策马百余里，就见过曹军的粮队在背水宿营。结果粮队的人马并不多，臧洪随即醒悟，是自己走在了曹军的前面，眼下守粮的，怕不过只有五六百人罢了！
一念之下，臧洪当即追骑靠近，曹军引起警觉，顿时火光大作，人喊马嘶。臧洪很快将曹兵都驱散，而后直奔一旁的驮马队、几个士卒抽出腰刀，捅开卸在地上的袋子，里面的大豆一下子哗哗地流了出来。又接连捅了七八袋，谷子、麦子洒了一地，甚至还有些稻米。
正高兴的时候，有人来报。说南面的曹军似乎到了，怎么办？臧洪闻而大骂道：好贼子，早不来晚不来，偏偏这个时候赶上了！臧洪本意是连驮马和粮秣一起拖走，但眼下却是来不及了。他只能命将士们扯下袍衣，用巾布多少包一点粮食带上，其余带不走的一律用大火焚烧，驮马全数就地砍死，而后也不与路招交战，率轻骑径直返回城内。
这一次夜袭，臧洪烧毁曹军粮米近三万斛。曹仁得知后大惊，即刻率兵赶往
濮阳，结果再次中计。臧洪军出城追击，在离狐处与其相遇，曹军毫无准备，又锐气尽失，继而遭遇大败，竟一战为臧洪斩首四千，最后狼狈撤入濮阳。
等消息传到荥阳后，曹操几乎不敢置信，除自己外，同族之中单论军事才能，同辈无人能与曹仁比肩，谁知他竟继曹洪之后，再遭惨败。
他就此事与郭嘉议论道：子孝不敌臧洪，当下又可派谁去攻定陶？
郭嘉为他细数人选道：军中能独领一军的，又胜过征南的，大约只有奋武（沮授）、安武（审配），还有左长史（田丰），但他们都是涿县议主的显贵，如今再立功，恐怕就危急明公地位了。
曹操深以为然，他斟酌着说道：你的意思，是我亲自领兵破之？只是谁守关前呢？
郭嘉颔首，他低声道：眼下贼军兵甲不足，马匹寥寥，依靠城墙自守尚有余，但要出城野战，那就是送死了。明公大可以令振武（鲍信）为将，在此处守株待兔。
曹操连声称妙，他接着郭嘉的话说道：唯一可虑的，便是如何破城了。说到此处，他低首自语了几声，想到曹洪与曹仁的败绩，心中莫名生出几分忐忑，但随即又对郭嘉玩笑：且让我看看，这臧子源是有四目，还是有两口。
说罢，曹操便将此令传发各军，令鲍信率东郡、济北、东平等诸郡步骑共三万余众镇守营垒，又以曹昂为督军，而自己则率领余下的九万主力，回师攻向定陶。
大军到冤句时，曹仁得知，单骑来见。当时大雨倾盆，曹仁冒雨立于营门外，一直站了三个时辰，才得见曹操。曹操对淋湿的曹仁说：子孝辛苦，未拔坚城，可以稍歇。只是如今全军调转，非同小可，诸将未尝不有责慢，故而不得不罚，征南之位当去，你且屈尊为杂号。说罢，将其改易为荡寇将军，而后又指着曹洪说：连子孝都不能胜，那说来也怪不得你。所以复为都尉，去领你的人吧。不能再有下次！又重命曹洪为骑都尉，前去重整旧部。
不久雨住，曹操率领大军抵达定陶城下，于此同时，第一批河北的两万援军也从河北渡河赶到，带兵的乃是平难中郎将朱灵，曹操见到他，大笑说：连文博也来了，我看臧子源也要胆寒了。自此曹军规模达到十三万之多，黑压压地自东南西北四个方向涌到城下，守军在城上望去，只见曹军阵线连绵不断地延伸出二十余里，将定陶城包围得水泄不通。
臧洪率众巡游墙上，试图观看曹军的阵势布置，等他看到曹军本营大旗的时候，天上忽然飞过一群呱噪的乌鸦，一边叫着一面朝城池上空掠过。这时候，不知是曹军的谁下了命令，地上的曹卒忽然搭箭上弦，对着天上的乌鸦放箭。如云般的鸦群措不及防，被射中后如落雨般纷纷落地，再望空中望去，只见十几只寥寥的乌鸦哀嚎盘旋着，很快改变方向，改往东面飞去了。一时间城中守卒尽皆肃然，他们都明白曹军此举含义：在大军包围下，他们不会让哪怕一只鸟飞进定陶城。
臧洪见状，也不顾敌军庞大，而是趁曹军立足未稳，于凌晨率守军突然开城门袭击营垒，双方很快在济水河畔展开激战。
远处的战场杀声震天，曹操本人都在睡梦中被惊醒，他此时身在西面，遥望西南天际的火光，转首叫来许攸问道：子远，在那里的是哪一部？许攸也披着皮裘努力眺望，昼夜交际之时，定陶城垣隐藏在蒙蒙雨雾之中。他看不见远处的旗帜，只能一面聆听，一面思考，很快答说道：在那里的应当是吕威璜。
曹操闻言皱眉，他招来许诸，向其低声吩咐了几句，等他离去后，自己继续站在原地倾听，不料厮杀之声不见减弱，反有愈演愈烈之势，看来守卒是精锐全出，吕威璜难以抵挡了。
站了一会，曹操浑身僵冷
无比。雨点更急，噼噼啪啪打在皮帽子上。他伸出手掌想要接住天上掉下来的雨滴，却惊讶地发现，天上下的尽是小粒的雹子！雹子在手中乱蹦，微觉生疼。曹操回头一看，典韦率亲信骑士数十骑都在冰雹中默默伫立，等候他的命令。
但曹操并不愿调动军队，双方兵力的悬殊到相差近二十倍，他不信臧洪能突破重围，而自己若带军妄动，反可能在眼下为敌军打开一道口子，故而只让许诸带百骑前去援助，其余各部均不动。
过了一会，有骑士前来回报，说臧洪率三千军士出城交战，吕都尉率军力敌，双方的死伤都很惨重。曹军方面，臧洪率部斩杀达两千余人，而吕威璜也为其枭去了首级。但好在朱灵就在左近，率部前来填补了缺口，这才将敌军又逼回城内，他们检阅尸体，发现敌军战死的约有五百人。
曹操沉默良久，他看着不远处刚刚恢复平静的定陶城，终于感慨道：我有些明白了，臧子源其人，似有龙胆！为振奋士气，曹操下令将吕威璜亲信从骑数十人腰斩处死，又命吕威璜所部将士，全部披白色麻布，做为主攻城西的先头。