公孙瓒破黄巾、讨袁檄文威震河北，使得冀州多郡县望风响应。
袁绍大怒，以对董卓作战之兵为中坚，自将魏郡、巨鹿郡、清河国、赵国精锐，并少量兖州兵，合计七万，诈称三万，北上常山。
刘虞考虑到公孙瓒若胜袁绍、夺冀州，将不复能制，因此不派援军。
公孙瓒本有幽州兵万余，加上临时组织的渤海、中山、河间、东常山之兵，共得兵四万，以二万列为方阵，一万为后继，以轻重骑兵万匹，为左右翼，其锋甚锐。
而张燕帅黑山、西常山之兵万余出井径，进兵袁绍侧翼。
袁绍令鞠义为先锋。鞠义先令老弱一千，驻于前线一处矮丘，而自帅精兵八百，强弩千张，躲于其后，又以兵数千躲在小丘两侧和背后。
公孙瓒以为袁绍后军未至，前军偏少，遣领常山太守严纲为前锋，帅步骑万人以挫袁军锋锐。
这是一次精心策划的圈套，专门针对公孙瓒军上下因连战连胜，弥漫的骄傲轻敌状况。
严纲果然上当，轻鞠义兵少，铠甲不整，纵骑突击，鞠义兵伏大盾下，待严纲到了六十步之内，鞠义大吼一声，弓弩先发，其部先登驽士或坐或立，齐射同发，射人先射马。
最前面的二百多骑立倒，同时阻碍了后续骑兵道路，严纲策马一纵，越过倒地骑兵：“袁军贼滑，竟射马匹！敌就在四五十步，儿郎们跟我冲！”
后面骑兵纷纷效仿，或跃过，或绕路，依然有不少撞在一起，将速度降下来，就成了鞠义军的活靶子！
严纲继续驱部下冲锋，没想到小丘上挖了不少陷马坑，扔了不少铁蒺藜，枯草下设了不少石、木，使前排马匹马失前蹄，后排马匹走投无路。这不到五十步成为严纲军的坟墓！
中原马匹价格昂贵，战马都在少值数万、多值数十万，幽州军与鲜卑乌桓作战中，双方一般能射人绝不射马，汉军无论胜败都可缴获马匹，而草原人特别珍惜马匹，视为家庭成员。
这些，久与羌斗的鞠义尽数知之，一面手上不听，一面露出残酷地冷笑：“打仗，首要目的是获胜，严纲太傻了！儿郎们，打败公孙瓒，全军吃马肉！”
“打败公孙瓒，全军吃马肉！杀”小丘侧后埋伏的数千士卒雨后春笋般冒出来，鞠义之子鞠武带领下投入战斗，将弩箭投射到严纲部骑兵和后面的步兵身上。
“打败公孙瓒，全军吃马肉！”
不远处埋伏的颜良、张合各帅援军万人赶来，泰山精锐的大斧、刀盾所向无敌，一斧下去人马皆碎片，冀州大戟士长短结合，无论落地还是马上的幽州骑兵根本近不了身体。
严纲被斩阵中，余众皆溃逃，鞠义令旗一挥，自为中军撵着严纲部溃兵冲入公孙瓒步兵阵中，颜良、张合一左一右紧跟而来，更远处是文丑的上万步骑。
公孙瓒措手不及，大败后退入营寨，鞠义追杀十里，攻破其门，公孙瓒只能含恨后退。
袁绍听闻公孙瓒已破，遂下马休息。不意张燕、赵云等帅万余人赶来，双方斗做一团，袁绍军虽多，因为首尾不接，数千人被张燕大破溃走。
袁绍被围数重，依靠强弩、大戟在废旧里聚中苦苦坚守，后文丑、鞠义回援，才逃得一命。而公孙瓒又整兵收回营寨，复来与张燕合击，一阵混战之后各自收兵。
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此战袁军共计斩杀公孙军披甲之士1000多人，斩杀、俘虏杂兵数千。然而袁军也并不轻松，袁军虽然有7万余人，但也战死5000余.
看起来，公孙瓒损失并不严重，实际上战死的大多数是忠诚、能征惯战的幽州兵，而投降、溃逃的大多数是冀州兵。一方面冀州富庶，士卒不愿意死斗，另一方面，冀州郡县并未完全归心。
又经过十余天的战斗，袁绍军数量多的优势慢慢体现，公孙瓒无法承受持续不断的放血，遂带着剩余步骑，向东北方向撤退，一面败退，一面集合溃兵。这一退，就退到滹沱河北岸，将常山郡治元氏，赵浮、赵云老家真定都丧失给袁绍。
公孙瓒退却后，明眼人都能看出两强相争的胜负，原本投靠公孙瓒、刘虞的冀州郡县，转而投靠袁绍。虽然公孙瓒部队仍然很多，但精锐部队损失不小，袁绍从战略防御转为战略进攻。
袁绍于此战中成功停止了公孙瓒的南侵，击溃并基本消灭了公孙瓒侵略冀州的先锋——冀州刺史严纲军团，大大挫折了其锐气。从政治上讲，此战是袁绍河北立足之战，此前袁绍缺乏指挥大部队的经验和威望，也缺乏指挥大会战的人才。这次击退勇猛善战的公孙瓒，获得了巨大的声望，从此冀州观望的大族们，都开始偏向和投效袁绍。
袁绍也将鞠义、张颌、颜良、文丑等一批可堪重任的优秀将帅，提拔到重要岗位上。形成了袁绍自当北面、西面，臧洪、袁谭向东面取青州，南面曹操东郡护卫、鲍信济北国护卫的割据形势。张邈在陈留、刘岱兖州两人虽然客观比较中立，但实际上起到了保护袁绍南面和东面的作用。
战后袁绍派遣星象学家，清河人崔巨业等带冀州兵攻击公孙瓒，派臧洪、袁谭等取青州，而公孙瓒由于大族的背叛，心理上更加不信任大族，政策上对大族更加打压，导致了大族离心离德。
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严纲的失败，使公孙瓒趁袁绍立足不稳、一口气攻下击败袁绍，攻下冀州的尝试完全失败，并损失了不少精锐部队，以