呂布在建安二年和袁術鬧翻，順從朝廷，但僅僅一年之後呂布就再次和袁術聯手，反叛了朝廷。

那時曹操命令劉備爲豫州牧，駐紮在沛城，牽制呂布。呂布背叛朝廷後立刻派高順讨伐劉備，高順先是将曹操派來支援的夏侯惇擊退，又将劉備的沛城攻陷。

此時曹操第三次讨伐張繡失敗，在這種情況之下曹操決心先除去呂布收複徐州，于是和劉備等人彙合，親自率大軍讨伐徐州呂布，這也是自陶謙死後，曹操又一次踏入了徐州大地，所帶給徐州人的依然是一片痛苦。

得知曹操進軍徐州之後，陳登立刻由廣陵出發，親率精兵作爲曹操的先驅。

建安三年（198）十月，曹操攻陷了徐州重鎮彭城,活捉了彭城國相侯諧，還對城内的守軍和百姓進行了大規模屠殺。

曹軍繼續前進,來到下邳。呂布親自率騎兵迎戰,結果被曹操打得大敗,就連呂布的大将成廉也被活捉。曹軍乘勝追擊,直逼城下。

曹兵到下邳城下，和陳登合力圍呂布于下邳城。曹操送了一封信給呂布，向他陳述禍福，希望呂布投降。呂布本來想投降，但陳宮不答應，極力勸阻呂布死戰到底，而且對呂布說：“曹公從遠道而來，其局勢不能持久，将軍如果用步兵和騎兵駐守城外，我率領其餘人馬關了城門把守。曹操如果向将軍進攻，我帶領部隊從後面進攻曹軍；要是曹操隻是攻城，将軍就從外面救援。用不了一個月，曹軍糧食全部用盡，發起進攻就可以打敗他了。”

呂布十分同意陳宮的看法。

但呂布的妻子說：“從前曹氏對待陳公台像對待嬰兒一樣無微不至，陳宮仍然丢下曹操投靠我們。現在将軍對待公台的好處并未超過曹氏，卻打算丢下全城和妻子兒女孤軍遠出嗎？一旦發生變故，我難道還能成爲将軍的妻子嗎？”

于是呂布作罷，但暗中派人向袁術求救，後來呂布還是親自率領一千多騎兵出城，可惜兵力太少，被打敗後退回城内，這下呂布守在城内也不敢出去了。

在這種情況下袁術也不能援救。而面對堅固的下邳城曹操也沒什麽好辦法，于是就和呂布在下邳僵持了起來。

由于連續的作戰,曹操的士兵很疲憊,于是曹操想收兵。

這個時候荀攸和郭嘉就對曹操勸到:“呂布勇而無謀,現在三次交戰他都敗了,他的銳氣已經衰落。軍隊以大将爲核心,首領衰疲,部隊就沒有奮戰的意志了。那個陳宮有謀卻需要長時間的思考,現在趁着呂布銳氣還未恢複,陳宮謀劃還未确定,我們進兵,急速攻打,呂布就可以被拿下。”

于是曹操在荀攸和郭嘉的建議下繞城挖了深溝，将沂水、泅水堵塞以淹灌下邳城，一個多月（一說三個月）後，城内不滿的情緒越來越多。

那時呂布的将領侯成要門客去放牧他的名馬，然而門客騎馬叛逃。侯成追趕門客，将馬追回，将領們湊合了禮物向侯成祝賀。侯成分了一部分酒肉，裹在裏面去見呂布說：“靠将軍的神威，将失去的馬追回，将領們都來祝賀，我沒敢嘗用，先拿來獻給您。”

結果呂布卻發怒說：“我禁止喝酒，而你們在一起謀劃，是想借喝酒打我的主意嗎？”侯成好心被當成驢肝肺，對呂布是又恨又怕，就幹脆與宋憲、魏續等衆将共同捉了陳宮、高順，率領部下向曹操投降。

呂布身邊的大将不是叛變就是被抓，自己也覺得大勢已去，于是和身邊僅有的一些部下登上白門樓，看見了曹操的士兵們正在加緊進攻，呂布就要身邊的人砍下自己的腦袋去給曹操，但身邊的人都心中不忍，就和呂布一起下樓向曹軍投降。

呂布見到曹操後，直接說到：“從今以後，這天下就已經平定了。”

曹操很不理解，就問到：“爲什麽這麽說呢？”

呂布于是說：“您所擔心的人沒有超過我呂布的，我現在已經歸順了。讓我統率騎兵，您統率步兵，天下的平定輕而易舉。”又掉過頭來對劉備說：“玄德，您爲座上客人，我是投降的俘虜。我被繩子捆得太緊了，難道不能爲我說句話嗎？”

曹操聽完之後很高興，于是笑着說：“捆綁老虎不能不緊。”下令将呂布的繩索捆松些。

但劉備卻說到：“不可以。您沒有看到呂布侍奉丁建陽、董太師後來的結果嗎？”

皇叔實際上并沒有把話給說完，但曹操是多聰明的一個人，他搖了搖頭，看了一眼劉備，一切盡在不言中。

曆史上向曹操投降之後還被殺的，在現有的記載中呂布是第一人。

比一下後來把曹操兒子（嫡長子）、愛将、侄子、愛馬都幹掉了的張繡，這怪誰呢？怪曹操嗎？怪劉備嗎？

曆史上丁原對呂布好，被呂布殺了；董卓把呂布當自己兒子看，也被呂布殺了；劉備在呂布危難之時就救助了他，把呂布迎到自己的地盤上，最後反而被呂布趁機奪走了地盤。而現在也隻有皇叔還活着了，你說怪誰？

呂布看着劉備，怒不可遏的留下了自己的遺言：“你是最無信義的小人。”（後漢書中爲‘你這長着大耳朵的家夥最不可相信了！’）

不過三國曆史上還有比呂布更沒有信義，反複無常的人嗎？

解決了呂布之後曹操又對陳宮說：“公台平生自認爲足智多謀，現在你認爲怎麽樣？”

陳宮指着呂布說：“此人不采納我的意見，才弄到這個地步。如果聽我的話，結果很難預料。”

曹操說：“如果您死了，您的老母親怎麽辦？”

陳宮說：“我的老母親取決于您而不取決于我。聽說以孝治理天下的人，是不會殺害别人的父母。”

曹操又說：“那您的妻子兒女怎麽辦？”

陳宮說：“我聽說成就霸主和天子功業的人，不斷絕别人的香火祭祀。”

曹操雖然百般勸解但陳宮堅持要求受刑，甚至着走出門外不再回頭，曹操爲他掉下眼淚，後來曹操把陳宮的母親接來,養老送終,并将陳宮的女兒許配了人家。

呂布、陳宮和高順全被處死，他們的首級被送到許都集市示衆。

在曹操消滅呂布後，呂布原來的部下張遼也投靠了曹操，還抓住了以前背離了曹操的畢谌。

畢谌被活捉時,衆人爲他擔心,出人意料的是曹操沒有一點怪罪畢谌的意思，還說到:“凡是孝敬父母的人,難道不也是忠君之人嗎？這正是我所需要的人。”于是曹操封他爲魯國國相。

呂布集團就此覆滅。