建安二十四年（219年），曹操亲率大军从汉中撤往长安。
刘备大将关羽趁着襄、樊兵力空虚之际，从荆州向他的东南防线襄、樊一带发动了进攻。
曹操闻知，立刻派大将于禁率兵往救樊城。
八月，汉水流域因为天降暴雨而发生了“汉水溢流，害民人”的自然灾害。
关羽趁机乘大船进攻，擒于禁，斩庞德，乘势进军，将樊城围住。
彼时，樊城曹军只有数千人，城池被水淹没，水面离城楼仅有数尺。
曹仁率军死守，曹操又派徐晃领兵去救樊城。
九月，相国西曹掾魏讽谋袭邺城，事泄被杀，相国钟繇也受牵连被免官。
十月，曹操从关中赶到洛阳，亲自指挥救援樊城。
孙权因关羽处其上游，不愿意让关羽势力发展，且他早有攻取荆州之心。
于是，联结曹操，准备以大将吕蒙偷袭荆州要地江陵。
曹操接到书信后，将这一消息通知曹仁，命他继续坚守。
自己进至摩陂，临近指挥，又派兵十二营增援徐晃，命他反击关羽。
经过恶战，关羽败走。
不久，吕蒙偷袭江陵得手。
关羽撤往益州，途中为孙权军擒杀，孙权将关羽的首级送到洛阳。
至此，襄樊战役结束。
曹操在孙权擒杀关羽、取得荆州后，表孙权为骠骑将军、荆州牧。
孙权遣使入贡，向曹操称臣，并劝曹操取代汉朝自称大魏皇帝。
曹操将孙权来书遍示内外群臣，说：“这个小儿想把我放在炉火上烤嘛！”
曹操手下群臣乘机向曹操劝进。
曹操说：“如果天命在我，我做周文王足矣。”
建安二十五年（220年）正月，曹操还军洛阳。
同月庚子日（3月15日），病逝在洛阳，终年六十六岁，谥号为武王。
他临死前留下《遗令》，根据曹操的遗嘱，他于二月丁卯日（4月11日）被安葬于邺城西郊的高陵。
曹操死后，其子曹丕袭封丞相、魏王官爵。
黄初元年十月辛未日（220年12月11日），曹丕逼迫汉献帝让位，改汉为魏。
于同年十一月癸酉日（12月13日），追尊曹操为武皇帝，庙号太祖。
………
曹操的思想受儒家影响，崇尚仁义礼让，并试图以仁义、道德、礼让教民和行政，即“治定礼为首”。
另一方面，他在治国上强调以法治国。
在当世战乱之下，要拨乱反正，只能采用刑法之治。
曹操主张执法如山，强调法不阿贵。
他说，法令“设而不犯，犯而必诛”，要求严格法令规章，赏罚分明，不官无功之臣，不赏不战之士。
曹操重视执法者的人选和执法者以身作则的作用，认为这是贯彻法令、实行法治的保证。
为此，他起用王修、司马芝、杨沛、吕虔、满宠、贾逵等地方官吏，抑制不法豪强，收到了一定的成效。
处于乱世之中的曹操既强调刑法，也没有忘记礼教之用，他始终尚礼重法，两手俱用，并在礼法并举、两手俱用中表现出了特有的谲诈之能。
在人事管理上，曹操主张唯才是举，这是曹操政治思想独具特色的地方。
在汉末选官偏重门第、不问才德的情况下，他主张突破门阀界限，实行唯才是举。
他认为——天地间，人为贵，要建功立业，只有靠人的智慧和才能，“任天下之智力，以道御之，无所不可”。
他重视人的才能，鄙视德行礼教，认为遵守封建礼教的人不一定有开创事业的能力，有开创事业能力的人未必肯遵守礼教，所谓“有行之士未必能进取，进取之士未必能有行也”。
故而力主起用那些果敢英勇临阵力战之士，出身地位低微但有高才异质的人和“负污辱之名，见笑之行，或不仁不孝而有治国用兵之术”的人才。
并且明令要求下属“各举所知，勿有所遗”，不拘一格选官用人。
曹操用崔琰、毛玠掌管选举，他们任用“清正之士”，“务以俭率人”，使得天下士人“莫不以廉节自励”，即使是权贵宠臣，“舆服不敢过度”。
以上变化，一定程度上能反映出社会风气的转变。
曹操的政治思想符合时代的需求，在统一、平定北方的事业中发挥了巨大的作用。
他主张的法治和唯才是举是对于汉代德化、孝治四百年传统的对抗和否定，在政治思想界引发讨论，对于后世人事管理思想的影响颇为深远。
曹操钻研兵法，有高深的军事理论，曾熟读孙武、吴起等前代军事家的著作，自著兵书十余万言（即《孟德新书》）。
“诸将征伐，皆以新书从事”；又集录诸家兵法，写成《兵书接要》一书，结合自己的战争经验加以论述。
他撰写的《孙子略解》，开创整理注释《孙子兵法》十三篇的先河。
其著述大都亡佚，从其《孙子注》和存世的军事文书以及《三国志》等史书中，可窥见其军事思想。
曹操认识到——军事斗争离不开政治形势的配合，要有足够的武装力量，才能拯救社会。
不能像春秋时吴国夫差那样只凭武力，不注重政治；
也不可似周朝诸侯徐偃王那样，以仁义代替用兵。
他强调“兵以义动”，“示天下形势，以顺诛逆”。
为赢得战争中的政治主动权，他挟天子以令诸侯；
为争取人心，占领河北后免难民租赋，又发布抑豪强兼并令，以使“百姓亲附，甲兵强盛”。
谋士郭嘉颂扬他“奉顺以率天下，此义胜”。
曹操认为经济的好坏，关系着战争的成败。