官渡前線，雙方對陣的主戰場。
面對袁紹強大的攻勢，曹操陷入苦戰。
從雙方控制的地盤來看，其實他們相差並不大。此時，袁紹佔有冀州的全部，幽州、并州的大部以及青州的一部，此外還有兗州東郡在黃河以北的地區，統計起來大約有三十多個郡國、三百多個縣。曹操實際控制著司隸校尉部、徐州、豫州、兗州的大部，以及青州、揚州、荊州的各一小部分，郡縣數與袁紹相當甚至還略多。
但曹操對這些地區的控制力不如袁紹，地盤雖大，老的根據地不多，相當一部分是新占的地方，汝南郡、關中地區、徐州等還很不穩定。地盤分散且面積很大是曹操的不利之處，他必須分兵把守，使有限的兵力進一步分散，在正面主戰場就明顯佔了下風。
袁紹此次南下是經過一段時間精心準備的，他從「袁統區」各地抽調人馬重新編組和訓練，組成了一支強大的南下軍團，總兵力大約十一二萬人，其中步兵十萬人，騎兵一萬多人，還有北方少數民族僱傭兵約八九千人。
袁紹按照東漢正規軍「部－曲－屯－卒－什－伍－兵」七級編製進行編組，部類似於團這一級，若干個部編為一個校尉，類似於旅或師。再往上，若干個不同兵種的師混編為一個軍，由將軍率領。
從兵種上看，除步兵、騎兵以外，還有射聲校尉營即弓箭兵部隊。而騎兵又分為屯騎和越騎兩種，屯騎是重裝騎兵，人著盔甲，馬披重鎧，士兵用長槍和馬刀，承擔衝鋒陷陣的任務，也稱突騎。越騎是輕騎兵，士兵穿薄甲，配弓箭，承擔遠途奔襲、追擊、搜索以及警戒的任務。
還有長水校尉，所統之兵擔負水上作戰任務，除此之外還負責架設橋樑、開闢道路以及攻城相關的土木作業等，類似於水軍和工兵的混合部隊。
從史料中可以查到的在袁紹手下擔任「師長」（校尉）一級高級將領的有：馬延（步兵校尉）、韓定（越騎校尉）、王摩（越騎校尉）、睦元進（步兵校尉）、韓莒（屯騎校尉）、趙（越騎校尉）、蔣奇（步兵校尉）、荀諶（長水校尉）、高覽（步兵校尉）、張（屯騎校尉）、韓荀（越騎校尉）、呂曠（射聲校尉）、張覬（步兵校尉）。沮授、郭圖、逢紀、顏良、文丑、淳于瓊、蔣義渠等人職務為監軍或將軍，類似於兵團司令或軍長。辛評、許攸、蘇由等人是總部的高級參謀。
曹軍的編組方法與袁軍大體類似，但由於準備時間不足、地理分散等原因，軍隊的正規化程度不如袁軍。曹軍主力部隊包括步兵約三個軍，屯騎和越騎各一個軍，長水和射聲各不足一個軍。各軍內部的編製也不滿員，一般認為其投入到官渡正面戰場的總兵力不及袁軍的一半。
劉辟等人在汝南郡叛亂以及袁紹先後派劉備、韓荀等人南下包抄許縣等事件發生後，曹操不得不重新考慮加強後方的軍事部署，曹洪、曹仁、樂進、李典等人先後被抽調到後方。目前，曹軍在官渡前線以及各地的總體兵力部署是：
一、河南尹、建武將軍夏侯率步兵五千守敖倉，並派其中一部分人守黃河之上的渡口孟津；
二、平虜校尉于禁率步兵四千守原武，並派其中一部分人守獲嘉和黃河之上的另一個渡口延津；
三、東郡太守劉延率步兵千餘人守白馬，目前已撤退至官渡；
四、東平國相程昱率步兵七百人守兗州刺史部目前的治所鄄城；
五、曹操親自率領偏將軍徐晃、裨將軍張遼以及警衛部隊指揮官許褚等率步兵和騎兵混編部隊一萬多人守官渡，大本營的主要參謀人員有郭嘉、荀攸、賈詡、董昭、毛等；
六、揚武將軍張綉轉戰到兗州刺史部，率五千多人守己吾縣和陳留郡一帶；
七、琅邪國相臧霸等人守徐州、青州，掩護右翼，兵力約有一萬多人，但不是曹操的嫡系；
八、厲鋒將軍曹洪率一萬人左右屯守南陽郡的宛縣，防備劉表來襲；
九、為保證左翼的安全，將官渡前線的越騎將軍兼廣陽郡太守曹仁調往穎川郡一帶屯守，大約有數千人；
十、尚書令荀總攬許縣事務，加派討虜校尉樂進、中郎將李典等率步騎數千人屯守許縣；
十一、司隸校尉鍾繇坐鎮關中，並負責督運關中的糧草；
十二、穎川郡太守夏侯淵負責督運徐州、兗州、豫州三地的糧草；
十三、典農中郎將任峻負責督造兵器，並負責各類軍用物資的運輸。
這裡要強調的是後勤保障部分。官渡大戰耗時數月，雙方直接調用的兵力大約十幾萬人，間接調動的更是多達幾十萬人，這是近年來少有的時間跨度最長、兵力異地調動規模最大的一次戰役，如此複雜繁重的後勤保障是雙方此前都沒有遇到過的問題。
兵強馬壯的袁紹在後勤保障方面也有軟肋，隨著戰事越拖越久，這個問題逐漸暴露出來，雖然他也下了不少功夫，但最終成為其敗亡的主因。曹操在後勤方面投入的人力更多，荀、鍾繇、夏侯淵、任峻等人專司其職，在極其艱難的情況下保證著前線的需要。
鍾繇不僅儘可能將關中的糧草運往前線，還徵集到二千多匹馬送來，其作用不亞於給淮海前線送來了幾百輛坦克。
有了糧草，運輸也是難事，劫敵軍的糧道往往是出奇制勝的手段之一，沮授就建議袁紹專劫曹軍的糧道，使敵人因糧食供應不上導致軍心動搖，不戰而勝。除了敵軍外，四處盛行的流寇也經常打劫軍糧。
任峻負責糧草運輸時就深為流寇襲擾頭疼，最後他總結出經驗，運糧時必須集中上千輛運輸車才能成行，並且加派兵力保護，土匪即使想劫糧也不敢動手。