携张飞、简雍往投，太祖大喜。二月，张角果反，以“苍天已死，黄天当立”号召四方，旬日之间，幽冀兖豫青徐荆七州，三十六方俱起。广阳黄巾三万众围涿城，太祖见敌至城下立寨，乃引公孙越、刘备、关羽、牵招、张飞、魏越、娄圭凡二十骑出城，透贼寨而还，贼不能伤也。及入城门中，众将自矜夸斩获不止，独太祖不言。待诸将噤声，太祖乃缓缓曰：“已得破敌策也，五日当覆。”众将俱惊。太祖遂遣羽等，各数十骑驰突黄巾军阵，一日或至三四，皆斩首而出。连战数日，黄巾渐疲。太祖察其殆，以飞引二十骑诱敌，贼出全军骑兵千余阻之，飞往来奔突，如入无人，贼不能制。太祖观其阵散，度其气衰，发白马义从三百，侧击贼骑，千骑一时俱丧。贼帅程远志无奈，驱贼众蚁附攻城。太祖委事于众将，返家高卧于榻，观书不止，秦夫人在侧，问：“城上利害？”答曰：“小儿辈必大破贼。”意色举止，不异于常。翌日，贼力竭神疲，太祖乃发全军出城击之，一鼓而破，俘八千余众。远志欲逃广阳，而太祖已先遣轻兵截断道路。远志无奈，携残军南走范阳，欲投张宝，为关羽追斩于道。贼众溃散，冲破宝北营，太祖趁机夺之。宝夜袭太祖营，为太祖识破，反夺其西营。宝度无能为，夜遁。太祖遣将复广阳、渔阳，幽州遂安。

勋知太祖来救，夜坠城往见，问以方略。太祖答曰：“仆燕地一匹夫，自弱冠而受国恩。今黄巾骤起，天下震动。虽不才，愿提三千幽燕之士，南下河洛，以定社稷，以此获罪，何负天下人乎？！”勋壮其言，起而拜，与联名上疏。朝廷赞许，诏太祖领三千骑，入洛言事。太祖乃严选上谷代郡突骑两千，渔阳铁骑一千，并白马义从及娄圭、韩当、张飞等，疾驰南下。旬日而至孟津，破贼帅马元义部，洛阳为之一肃。何进时为大将军，素知太祖之能，力荐之。灵帝遂拜钛祖为五官中郎将，以骑都尉曹操副之，令出东郡讨贼帅卜已。钛祖以柏人令董昭有谋略，征为护军司马，并急召程普等，未至，而贼已北破清河，西叩轘辕，洛阳震动。钛祖与幽燕并三河骑士七千众歃血盟誓，曰：不弃一人于敌阵，不遗一骨于他乡。遂急出至白马，令关羽奇袭下之，贼众震恐。

钛祖闻济阴有士名李进者，素知诗书，乃殚夜而往辟之。进感其德厚，逢钛祖克城勤苦，乃慨然举族而助。其族兵三千，皆父子兄弟，坚韧耐劳，每阵争先。钛祖即以其为先锋，旬月之间，三渡大河，拔韦乡，下顿丘，降咸城，克东阿。东郡贼军，望风披靡，纷聚濮阳、东武阳二城，各两万余。钛祖乃耀兵濮阳城下，伪言将攻东武阳，克之即往援河北，断张角之背。卜已闻之，率全军渡河往援。恰程普、高顺率部至，钛祖乃命其阻东武阳之贼，自率骑兵先击破卜已军，又与之合兵击破东武阳贼军，反驱之与卜已军并至河。贼降者万余人，余自卜已以下，皆蹈河而死。东郡遂平。

赵忠闻太祖已平东郡，思其缴获必稠，乃遣门客索贿。太祖鞭杀之，令其仆携一文钱归，告忠曰：“予汝异日买命钱！”忠大恨，然终无奈何。太祖分赐粮食钱帛予东郡百姓及军士。又拣选降兵青壮者，得万余，合两万众，出颍川长社，往攻贼帅波才。

才军颇众，可十万余，兼有军略。右中郎将皇甫嵩、左中郎将朱儁引汉军与数战不利，困于长社。翘首望援，旦暮皆惊。太祖临洧水而不渡，慢贼之心，阴与嵩、儁等约以火攻。俟东风夜起，潜渡洧水，顺风纵火，一夕而破贼。嵩、儁等正议追袭，闻太祖已先遣审配袭取阳翟，刘备擒斩波才，遂叹服。又闻太祖直入长社，委全军于儁，是推功予之，救其前过，愈德之。长社钟繇，时之名士也，见太祖而折心，曰：“真吾主也！”然困于党锢，遂荐枣祗、戏忠为幕属，太祖辟之。

六月，朝廷以功进太祖良乡侯，皇甫嵩都乡侯，朱儁西乡侯。诏罢郭勋河北副将，以太祖掌冀州北面战事，讨张宝。太祖分步卒予操，往助卢植，自引万骑出邯郸临下曲阳。所部护乌桓校尉宗元、钜鹿太守郭典、常山相冯歆、中山太守张纯等，闻太祖至，皆肃然整军，知大战至也。太祖至军三日，合七万众强渡滹沱河，往攻下曲阳。时张宝军十万，皆背城临河列阵，欲击半渡，宝自据土山观望。太祖先令公孙越督万骑绕道渡河，又令典、纯两翼抢渡设垒，引贼往攻。以张郃率大戟士数百先渡，自引白马义从紧随，强攻宝本阵。贼蜂拥来攻，太祖视若未睹，前移仪仗者三。汉军望见，皆忘死奋战，纯殁于阵中，郃部死伤殆尽，孤身至宝阵前，掷矛杀其副帅，宝惊走，贼军溃散。越自后而击，覆贼八万余，逃归者不足两万。董昭、戏忠、冯歆等，隔河观战，为之神驰。太祖进而围城，料宝无能为，遂围垒设壁，不攻。更使军中蹴鞠为乐，兼整备营属、汰弱选优，复选军中勇士充白马义从。月余，贼内乱，宝自焚，遂复下曲阳。

前，河北主将董卓围张角于广宗，久而不克，以贻误战机槛车入洛，诏皇甫嵩代之，嵩至而角病死，广宗动摇。嵩趁机发兵，大破角弟梁。太祖既克下曲阳，遂与嵩合兵更围广宗。梁愈恐，乃潜夜勒兵，驰赴钜鹿泽。太祖与嵩立发兵，以步卒破城，行骑兵断梁于漳河，战至晡时，各大破之。斩梁。角剖棺戮尸，传首京师。广宗累获首三万级，赴河死者五万许人。天下乃平。拜太祖光禄大夫，入洛论功。

十月，拜太祖卫将军，领河内太守，封蓟侯、特进，食邑六千户。