曹操祖父曹腾，是东汉地位显赫的宦官。父曹嵩，官至太尉。曹操自幼机警，既长，喜结交名士。20岁时，受州郡举荐，以“孝廉”为“郎”，授洛阳北部尉。在任期间，造五色棒悬于尉廨门上，有犯禁者，不论地位高低，皆棒杀之。后迁顿丘令，征拜议郎。
后迁顿丘令，征拜议郎。灵帝光和7年，改任骑都尉，随皇甫嵩镇压颖州黄巾军，迁为济南相。中平6年，曹操与袁绍讨伐董卓兵败。后镇压黄巾军，队伍日益壮大，于建安元年，迎汉献帝都许县，封为大将军、武平侯。从此，曹操大权在握，号令四方，灭吕布、破袁绍，征乌桓，统一了中国北方。
公元189年，董卓带兵进入洛阳，废少帝，立献帝刘协，后又杀太后及少帝，自称太师，专擅朝政。曹操看不惯董卓的骄横跋扈，于是逃出了洛阳。到陈留后，号召天下英雄共同讨伐董卓。公元190年正月，袁术等人共推渤海太守袁绍为盟主，曹操任代理奋武将军，参加讨董联军。2月，被联军击败的董卓胁迫献帝迁都长安，自己则焚毁宫室，劫掠人民，致使洛阳方圆二百里荒芜凋敝无复人烟。而关东联军惧怕董卓精锐的凉州军的战力，无人敢向关西推进，全都屯兵酸枣一带。曹操认为董卓倒行逆施，使百姓生活在水深火热之中，应乘机与之决战，于是独自引军西进，结果遭遇与董卓大将徐荣交锋，因双方兵力悬殊，曹操大败，士卒死伤大半，自己也被流矢所伤，幸好得到堂弟的救护。
回到酸枣，曹操建议诸军各据要地，再分别向武关进军，围困董卓，关东诸将并不合作。他们名为讨董卓，实际各自心怀鬼胎，意在伺机发展自己的势力。不久，联军之间发生摩擦，相互火拼。联合军至此解散。曹操单独去了扬州，在那里招兵，养精蓄锐。公元193年，青州黄巾军大获发展，连破兖州郡县，曹操在众人推举下出任兖州牧，领兵对抗黄巾军。曹操“设奇伏，昼夜会战”，终于将黄巾军击败。曹操将黄巾军的精锐力量收为己用，组成军队，号青州兵，实力大增。
献帝刘协自被董卓劫至长安后，一直处于颠沛流离之中。公元195年，献帝终于回到洛阳。洛阳经董卓之乱，已是一片废墟。百官没有地方居住，连粮食也不充裕。这时，驻兵在许城的曹操接受了谋士毛玠“挟天子以令诸侯”的建议，亲自到洛阳朝见献帝。公元196年，汉帝迁都许城，从那时起，许城成了东汉的临时首都，改名为许都。从此，曹操取得了“挟天子以令诸侯”的政治优势。
家庭出身曹操，沛国谯人，曹操出生在官宦世家，曹操的父亲曹嵩是曹腾的养子，汉灵帝时官至太尉，历侍四代皇帝，有一定名望，汉桓帝时被封为费亭侯。
《三国志·武帝纪》中说他是曹嵩之子，而其父曹嵩“莫能审其本末”，而在宋人裴松之注《三国志》时间接引用三国吴人所著《曹瞒传》中称曹嵩本姓夏侯，但此说可信度不高。曹嵩继承了曹腾的侯爵。
早年经历曹操年轻时期的曹操机智警敏有随机权衡应变的能力，而任性好侠、放荡不羁，不修品行，不研究学业，所以社会上没有人认为他有什么特别的才能，只有梁国的桥玄等人认为他不平凡，桥玄对曹操说：“天下乱，非命世之才不能济也，能安之者，其在君乎？”南阳何颙对他说：“汉室亡，安天下者，必此人也！”许劭，字子，以知人著称，他也曾对曹操说过：“君清平之奸贼，乱世之英雄”公元184年曹操于汉末黄巾起义时显露头角，后被封为西园八校尉之一，参与了天下诸侯讨伐董卓的战争。董卓死后，独自发展自身势力，纵横乱世，南征北战，先后战胜了关中李傕、徐州吕布、淮南袁术，并接受了张绣的投降。
崭露头角公元174年，二十岁的曹操被举为孝廉，入京都洛阳为郎。不久，被任命为洛阳北部尉。洛阳为东汉都城，是皇亲贵戚聚居之地，很难治理。曹操一到职，就申明禁令、严肃法纪，造五色大棒十余根，悬于衙门左右，“有犯禁者，皆棒杀之”皇帝宠幸的宦官蹇硕的叔父蹇图违禁夜行，曹操毫不留情，蹇图用五色棒处死。于是，“京师敛迹，无敢犯者”但是曹操也因此得罪了蹇硕等一些当朝权贵，碍于其父曹嵩的关系，明升暗降，曹操被调至远离洛阳的顿丘。任顿丘令。这一年，曹操二十三岁。曹操给其子曹植的一封书信《戒子植》写道：“吾昔为顿丘令，年二十三，思此时所行，无悔于今。今汝年亦二十电视人物中曹操形象三矣，可不勉欤！
公元184年，黄巾起义爆发，曹操被拜为骑都尉，受命与皇甫嵩等人合军进攻颍川的黄巾军，结果大破黄巾军，斩首数万级。随之迁为济南相。济南相任内，曹操治事如初。济南国有县十余个，各县长吏多依附贵势，贪赃枉法，无所顾忌。曹操之前历任国相皆置之不问。曹操到职，大力整饬，一下奏免十分之八的长吏，济南震动，贪官污吏纷纷逃窜。“政教大行，一郡清平”当时正是东汉政治极度黑暗之时，甚至有了买官制度。朝廷封曹操为议郎，曹操不肯迎合权贵，遂托病回归乡里，春夏读书，秋冬弋猎，暂时隐居了。
公元188年，汉灵帝为巩固统治，设置西园八校尉，曹操因其家世被任命为八校尉中的典军校尉。
公元189年，凉州刺史董卓进入洛阳，废少帝，立献帝刘协，后又杀何太后及少帝，自称太师，专擅朝政。曹操见董卓倒行逆施，不愿与其合作，遂改易姓名逃出京师洛阳。曹操到陈留后，“散家财，合义兵”，且首倡义兵号召天下英雄讨伐董卓。
公元190年正月，袁术等人共推渤海太守袁绍为盟主，曹操任代理奋武军，参加讨董军。二月，被联军击败的董卓胁迫献帝迁都长安，自己则焚毁宫室，挖开王陵，劫掠人民，致使洛阳方圆200里荒芜凋敝无复人烟。而关东联军惧怕董卓精锐的凉州军的战力，无人敢向关西推进，全都屯兵酸枣一带。而曹操认为董卓“焚烧宫室，劫迁天子，海内震动”，应趁机与之决战，遂独自引军西进。曹操行至荥阳汴水，与董卓大徐荣交锋，因为士兵数量悬殊，曹操大败，士卒死伤大半，自己也被流矢所伤，幸得堂弟曹洪所救，幸免于难。回至酸枣，曹操建议诸军各据要地，再分兵西入武关，围困董卓，关东诸不肯从。关东诸军名为讨董卓，实际各自心怀鬼胎，意在伺机发展自己势力。不久，诸军之间发生摩擦，相互火拼。联合军至此解散。
公元191年，曹操在东郡大败于毒、白绕、眭固、於扶罗等，袁绍表其为东郡太守。
公元192年，青州黄巾军大获发展，连破兖州郡县，阵斩兖州刺史刘岱。济北相鲍信等人迎曹操出任兖州牧。曹操和鲍信合军进攻黄巾。鲍信战死。曹操“设奇伏，昼夜会战”，终于黄巾击败。当年冬天，获降卒三十余万，人口百余万。曹操收其精锐，组成军队，号青州兵。又助袁绍打败刘备、单经及陶谦诸军。初平四年春天，曹操在匡亭六百里大追击大败袁术、黑山军、南匈奴。徐州牧陶谦率军攻入兖州南部的任城，曹操率军征讨陶谦攻克徐州十余城。
逐鹿中原公元193年秋，曹操的父亲曹嵩来曹操处路上，被陶谦派兵杀害，曹操遂进兵徐州，向东南扩展势力。陶谦退守郯县。不久曹操军粮尽，撤围回军。
次年夏，曹操再征徐州，略地至东海。曹操征徐州期间，所过大肆杀戮，一路上“鸡犬亦尽，墟邑无复行人”陈留太守张邈和曹操部陈宫对曹操不满，遂叛操，迎吕布为兖州牧。吕布为当时名，先为董卓部，曾与王允定计诛杀董卓。当时只有鄄城和东郡的范、东阿两县尚在曹操掌握之中，分别由司马荀彧和寿张令程昱、东郡太守夏侯惇等坚守，形势异常危急。曹操从徐州赶回，听说吕布屯于濮阳，遂进军围攻濮阳。二军相持百余日，蝗灾大起，双方停战，曹操军还鄄城。此时，曹操失去了兖州，军粮已尽，袁绍派人来劝说想让曹操投靠他，曹操举家迁到邺县当人质。曹操本打算答应袁绍，多亏程昱劝阻，曹操才打消这个念头。
公元195年，曹操整军再战吕布，三败之，破定陶、庸丘等，平定兖州。吕布逃往徐州投靠刘备。
公元196年八月，曹操迎汉献帝。辛亥，汉献帝封曹操为司隶校尉，录尚书事。庚申，迁都许昌。冬十一月丙戌，汉献帝封曹操为司空，行车骑军事，百官总己以听。
公元197年春正月，曹操讨张绣，军于淯水，绣举众降，旋即复叛，长子曹昂、侄子曹安民、猛典韦战死。此后，曹操又两度攻击张绣，都没有彻底击破。秋，九月，曹操东征袁术，袁术弃军而逃至淮河，枭袁术留守四。
公元198年夏四月，曹操遣谒者裴茂率中郎段煨讨李傕，夷三族。九月，曹操东征徐州，进攻久与他为敌的吕布。在曹军攻势之下，吕布军上下离心，十二月，吕布部魏续、宋宪等生擒陈宫归降曹操。吕布见大势已去，下城投降。曹操将吕布、陈宫、高顺等人处死，收降吕布部张辽以及泰山豪杰臧霸、孙观等人，初步控制了徐州。公元199年，曹操派史涣、曹仁击破张杨旧部眭固，取得河内郡，把势力范围扩张到黄河以北。
官渡之战消灭睦固后，为了应对之后与袁绍的战争，曹操预作布置，命在青州有潜在影响的臧霸等人攻入青州，占领齐、北海等地，巩固右翼；又命大于禁屯军黄河南岸，监视袁军。不久，张绣听从谋士贾诩之计，投降曹操，曹操大喜，拜张绣为扬武军，解除了后顾之忧。公元199年十二月，曹操自率军屯于官渡，准备迎击袁绍。
刘备在陶谦死后，曾一度出任徐州牧，后徐州被吕布攻占，刘备投奔曹操。曹操认为刘备是个英雄，先后表他为豫州牧、左军。曹操攻占徐州不久，淮南袁术准备逃往青州往依袁绍，曹操派刘备去截击。建安五年正月，董承等人谋诛曹操事泄，被曹操杀掉。刘备遂袭杀徐州刺史车胄，占据徐州。
曹操为了免于来同袁绍作战时前后受敌，决定先消灭在徐州立足未稳的刘备。时诸皆怕袁绍乘机来攻许都，曹操对此胸有成竹，说：“刘备，人杰也，今不击，必有后患。袁绍虽有大志，而见事迟，必不动也。”遂进军，以迅雷不及掩耳之势击破刘备，刘备逃奔袁绍。
袁绍是当时北方最强大的一股势力，也是曹操统一北方最强大的敌人。袁氏一门，自袁绍曾祖袁安以下，“四世居三公位”，“门生故吏遍于天下”，势力本就很大，后袁绍取得冀、并、幽、青四州之地，实力大增，有军队数十万人。袁绍以其长子袁谭、次子袁熙、外甥高干分守青、幽、并三州，后方稳固，兵精粮足，根本不把曹操放在眼里。他挑选精兵十万、战马万匹，志在一举消灭曹操。
公元200年，袁绍命大颜良等人进兵白马，自率大军进屯黎阳，向曹操发动进攻。曹操的实力比袁绍弱得多，曹操所占的大河以南地区，地盘既小，又是四战之地，残破不堪，还没有完全恢复，物资比不上袁绍那样丰富。曹操的兵力也远不及袁绍，其总兵力大概不过几万人，投入前线的兵力据《武帝纪》说“兵不满万，伤者十二三”裴松之认为此数不准确，曹操的兵力不会如此之少，但曹操兵力远逊于袁绍却是毫无疑问的。
袁绍大军来攻，许都震动。曹操安慰众说：“吾知绍之为人，志大而智小，色厉而胆薄，忌克而少威，兵多而分画不明，骄而众令不一，土地虽广，粮食虽丰，适足以为我奉也。”曹操八月，袁绍大军连营而进，东西数十里，依沙堆为屯，进逼官渡。曹操分兵坚守营垒，伺机而动。袁军向曹营发动猛攻，先是作高橹、起土山，由上向曹营中射箭，接着又挖地道，欲从地下袭击曹营，皆被曹操以设投石机、挖掘沟壑之法破解。两军一攻一守，相持近二个月。久战之下，曹操处境极为困难。
十月，袁绍从河北运来粮草万余车，派大淳于琼等带万余人看守，屯于离袁绍大营四十里的乌巢。这时袁绍谋士许攸因向袁绍献偷袭许都之计不成，且在河北的家眷犯法被抓，心生悔恨，而来投曹操，献计让曹操偷袭乌巢。曹操大喜，跣足出迎，之后亲率精锐步骑五千人，军队人衔枚，马勒口，换袁军军装乘夜从小路偷袭乌巢。曹操军至乌巢，命四面放火，袁军大乱，淳于琼拒营死守。袁绍闻知，急忙派兵救授，曹操左右见“贼骑稍近，请分兵拒之。”操怒曰：“贼在背后，乃白！”士卒皆殊死战，遂大破之，斩琼等，尽燔其粮草。而当袁绍听说曹操袭击乌巢时，认为这正是攻破曹操大营的好机会，因此派去的援兵很少，而以重兵围攻曹操大营。由于曹操预留兵力精且多，曹营未破，乌巢败讯已经传来，大张郃、高览等人率部投降曹操，袁军溃散。袁绍弃军逃回黄河以北。曹军大获全胜，斩首七万余级，尽获袁军辎重图书珍宝。曹操清点袁绍书信，得到自己部下勾结袁绍的信，尽烧之，说：“当绍之强，孤犹不能自保，而况众人乎！”从客观条件上说，曹操本处于劣势，但由于他能正确分析客观条件，善于听取别人的正确意见，所以能扬长避短，采用正确的战略战术，使战争向有利于自己的方面转化，经过自己主观上的努力，终于赢得了胜利。官渡之战，曹操击溃了最大的敌人袁绍，由他统一北方已是大势所趋。官渡之战也创造了世界战争史上以少胜多、以弱胜强的著名战例。
远征乌桓公元202年，袁绍病死，袁绍的两个儿子袁谭、袁尚不和，发生火拼。袁谭不敌袁尚，向曹操乞降。
公元204年二月，曹操乘袁尚出兵攻打袁谭之机，进军围攻邺城。袁尚率军回救，依滏水为营，曹操进军其营寨包围。袁尚害怕，请求投降，曹操不许。袁尚乘夜逃跑，袁军溃散。袁尚逃奔中山。曹操命人拿着缴获袁尚的印绶节钺招降邺城守军，城中斗志崩溃。邺城遂被曹操攻破。
公元205年正月，曹操又以负约为名，攻灭袁谭，冀、青二州平定。于是，曹操让还兖州牧，改任冀州牧。袁尚兵败后，逃奔幽州刺史袁熙。不久，袁尚、袁熙又逃奔三郡乌桓。
公元206年，曹操攻灭高干，平定并州。
公元207年，曹操为了肃清袁氏残余势力，也为了彻底解决三郡乌桓入塞为害问题，决定远征乌桓。汉末，辽西、辽东、右北平三郡乌桓结合，是为三郡乌桓，其首领为辽西部的蹋顿。三郡乌桓与袁氏关系一直很好，并屡次侵扰边境，掳掠人口财物。
这年五月，曹操亲率大军到达无终。时正雨季，道路积水，“浅不通车马，深不载舟船”曹操从无终人田畴之议，改从一条久已断绝，但“尚有微径可寻”的路线进军。在田畴的引导下，曹操大军登徐无山，出卢龙塞，“堑山堙谷五百余里”，直指乌桓老巢柳城。曹军进至离柳城不足二百里时，乌桓才发现，于是蹋顿与袁尚、袁熙等人率数万骑兵迎击。
八月，二军相遇，时曹军辎重在后，“被甲者少，”而敌军军势甚盛。曹操登高瞭望，见敌军虽多，但阵势不整，遂命大张辽为前锋，乘敌阵稍动之机，向敌军发动猛攻。乌桓军大乱，曹军阵斩蹋顿，大获全胜，胡、汉降者二十余万，袁尚等人逃奔割据平州的公孙康。这时，有人劝曹操乘势进击公孙康，曹操说：“吾方使康斩送尚、熙首，不烦兵也。”遂率军还师。不久，公孙康果然斩杀袁尚、袁熙，并其首级献与曹操。诸不明所以，曹操说：“彼素畏尚等，吾急之则并力，缓之则自相图，其势然也。”于是，曹操攻破三郡乌桓，也彻底肃清了袁氏势力。
十一月至易水，代郡乌丸行单于普富卢、上郡乌丸行单于那楼其名王来贺。同年郭嘉因水土不服、气候恶劣、日夜急行操劳过度，在曹操北归前病逝。归程途中，《曹瞒传》曰：“时寒且旱，二百里无复水，军又乏食，杀马数千匹以为粮，凿地入三十馀丈乃得水。既还，科问前谏者，众莫知其故，人人皆惧。公皆厚赏之，曰：‘孤前行，乘危以徼幸，虽得之，天所佐也，故不可以为常。诸君之谏，万安之计，是以相赏，后勿难言之。’”
赤壁之战公元208年，开辟玄武池训练水军。六月，曹操废三公，恢复丞相制度，并自任汉朝丞相。基本平定北方后，兵锋转而南向。
七月，进军南征荆州刘表。八月，刘表病死，其子刘琮接任荆州牧。九月，曹操大军进至新野，刘琮以为无法抵挡，举荆州之众投降曹操。
这时，官渡之战后投奔刘表的刘备屯驻于樊城，听说刘琮投降，便率军向江陵撤退。江陵为荆州重镇，存有大量物资。曹操听说，怕江陵落入刘备之手，遂亲率五千骑兵从襄阳疾驰三百里，在当阳长坂刘备追上，大破其军，随后进占江陵。
由于曹操的进军威胁了江东孙权的统治，孙权命都督周瑜率军三万，与刘备的两万人马组成联军抵抗曹操。曹操自江陵东下，至赤壁与孙、刘联军接战不利，暂驻军于乌林，与对方隔江对峙。
周瑜用诈降之计，命大黄盖率小战船十艘，上装柴草，灌以膏油，船头钉上大钉，假称投降，向北岸而进，至离曹营二里之处时，各船一齐点火，然后借助风势，直向曹军冲去，曹军大败，舟船被烧。曹操率军从华容道陆路撤回江陵。撤军北还。
平定凉州赤壁战败后，曹操采取一些措施，稳定内部。建安十五年春，曹操下《求贤令》，说：“今天下尚未定，此特求贤之急时也……二三子其佐我明扬仄陋，唯才是举，吾得而用之。”曹操提出不拘品行、唯才是举的用人方针，目的是尽量把人才收罗到自己身边。
公元211年，曹操开始对关中用兵。三月，曹操遣司隶校尉钟繇率大夏侯渊以讨伐汉中张鲁为名进兵关中。关中马超、韩遂、杨秋等十部心生疑惧，一时俱反。曹操立即派大曹仁进攻关中，马超等人屯据潼关。
七月，曹操率大军亲征关中。九月，大破关中诸军，马超、韩遂逃至凉州，杨秋逃至安定。十月，曹操进军安定，杨秋投降。曹操率军撤回，命夏侯渊督众继续西征，在两年内，逐马超、破韩遂、灭宋建、横扫羌、氐，虎步关右，凉州地区基本平定。
创建曹魏公元213年，曹操起兵号称四十万，亲自南征孙权。次年正月，曹军进至濡须口，攻破孙权设在江北的营寨，生擒其公孙阳。孙权亲率军七万，前至濡须口抵御曹军。二军相持月余，各无所获。曹操见孙权军容严整，自己难以取胜，遂撤军北还。
同年五月，复《禹贡》九州。汉献帝册封曹操为魏公，加九锡、建魏国，定国都于邺城。魏国拥有冀州十郡之地，置丞相、太尉、大军等百官。献帝还准许其“参拜不名、剑履上殿”，如汉丞相萧何故事。
公元216年夏四月，汉献帝册封曹操为魏王，邑三万户，位在诸侯王上，奏事不称臣，受诏不拜，以天子旒冕、车服、旌旗、礼乐郊祀天地，出入得称警跸，宗庙、祖、腊皆如汉制，国都邺城。王子皆为列侯。他名义上还为汉臣，实际上已是皇帝。七月，南匈奴单于呼厨泉来朝贺，被扣留在邺城，曹操借机南匈奴分为五部，选汉人为司马加以监督。冬十月，汉献帝又赐予曹操王冕十有二旒，乘金根车，驾六马，设五时副车，曹操以五官中郎曹丕为魏太子。
相争汉中曹操公元215年三月，曹操见刘备已取得益州，而汉中是益州门户，“若无汉中，则无蜀矣”，刘备必然要攻取汉中。于是曹操抢先一步，率十万大军亲征汉中张鲁。五月，攻克河池，斩氐王窦茂；七月，曹操大军进至阳平关。张鲁听说阳平关失守、逃往巴中。曹操进军南郑，尽得张鲁府库珍宝。十一月，张鲁出降曹操，汉中遂为曹操所有。公元217年春，曹操再次南征，率军猛攻濡须口，击败孙权，孙权派都尉徐详求降，曹操同意，并允结为姻亲。
曹操主力退出汉中后，刘备随后向汉中发动进攻。公元218年，刘备亲率大军进至阳平关，夏侯渊等人与刘备夹关对峙，曹军多次击退刘备军猛烈攻势。七月，曹操亲率大军赶往关中，坐镇长安，以便随时指挥汉中战局。同时，边塞硝烟再起，曹操命曹彰、田豫北征，大破乌桓鲜卑联军。
公元219年正月，刘备自阳平关南渡沔水，依山而进，驻军于定军山，夏侯渊出兵与刘备争夺地势，被黄忠斩杀，曹军大败。之后，曹操亲率大军来夺汉中，但是刘备坚壁不出，曹军与刘备军相距数月，无利，遂放弃汉中。
击退关羽公元219年七月，曹操刚刚从汉中撤出，刘备大关羽就从荆州向他的东南防线襄、樊一带发动了进攻。曹操闻知，立刻派大于禁率兵往救樊城。八月，关羽乘洪水泛滥之机，擒于禁，斩庞德，乘势进军，樊城围住。时樊城曹军只有数千人，城被水淹，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。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，准备以大吕蒙偷袭荆州要地江陵。曹操接信后，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，关羽大败而走。不久，吕蒙偷袭江陵得手。关羽撤往益州，路上被孙权军擒杀。
壮士暮年公元220年，曹操还军洛阳。当月，病逝在洛阳，终年六十六岁。这年十月，魏王曹丕取代汉朝，自立为皇帝，国号魏，追尊曹操为武皇帝，庙号太祖。
