相持一个月，双方互有胜败。袁术写信给吕布，许诺送上二十万斛大米，诱使其袭击下邳，于是吕布水陆东下，军队抵达下邳西四十里时，刘备的中郎将丹杨人许耽派司马章诳前来迎接吕布，并向吕布透露了张飞和曹豹相争，下邳城内大乱，丹阳兵都在西白门城内等待吕布的到来，于是吕布便大举进军，早晨到达城下。
天亮后，丹阳兵打开城门，吕布坐在城门上，指挥军队大破张飞，俘虏刘备的妻妾儿女及其部曲的家眷。
此时，刘备为袁术所败逃往海西，饥饿疲惫，向吕布请求投降。吕布又恼火袁术不再运粮来，就准备了车马迎接刘备，让刘备担任豫州刺史，派他驻守小沛。吕布自称为徐州牧。
同年七月，因李傕、郭汜的火拼，汉献帝从长安东归，途径河东，下诏书令吕布迎驾。由于吕布的军队没有储备足够的粮食，无法勤王，于是吕布派遣使者上书谢罪。
朝廷任命吕布为平东将军，封平陶侯。
建安元年（196年），袁术派大将纪灵带领步骑共三万多人马征讨刘备，刘备向吕布求援。吕布手下将领说：“将军您一直想除掉刘备，如今可借袁术的手除掉他。”
吕布说：“并非如此，袁术如果占据了小沛，就会联合北面泰山一带的部队，我们就会被袁术所包围，我不能不去救刘备啊。”
于是领步兵千人、骑兵二百，飞速赶往小沛。
纪灵等人听说吕布前来援救刘备，只好收兵，不敢轻举妄动。吕布在离小沛西南一里的地方扎下营寨，派卫士去请纪灵等将领，纪灵等人也请吕布一起饮酒。
吕布对纪灵等人说：“玄德，是我吕布的贤弟。如今他被诸位所围，我特意赶来救他。我吕布生性不爱看别人互相争斗，只喜欢替别人解除纷争。”
吕布命门候在营门中竖起一支戟，说：“诸位看我射戟上的小支，如一发射中，诸君当立即停止进攻，离开这里，如射不中，那你们就留下与刘备决一死战。”
他引弓向戟射出一箭，正好中了小支。
诸将大为震惊，夸赞说：“将军您真是有天神般的威力呀！”第二天，吕布又与诸将欢会宴饮，然后各自回兵。
建安元年（196年）六月夜半时，吕布部将河内人郝萌在袁术的怂恿下发动叛乱，率兵部队攻打吕布治所下邳，城池防守坚固无法攻入，吕布不知道造反的是谁，带领家眷逃往高顺营寨。
高顺问道：“将军有所隐不？”
吕布回答：“这是河内人的声音。”
高顺便猜到造反的是郝萌，于是率部到下邳平叛，弓弩齐发射杀郝萌军，天亮还营。
郝萌的部将曹性反正，与郝萌对战，郝萌刺伤曹性，曹性斩断郝萌一臂，高顺乘势斩下郝萌的首级，用床担着受伤的曹性前往见吕布。
吕布问曹性此事起源，曹性回答：“郝萌受到袁术的鼓动而造反。”
吕布又问：“同谋的都有谁？”
曹性回答说陈宫同谋，当时陈宫坐在吕布旁边，脸发红，旁人都察觉到了。
吕布因为陈宫是大将，并不追究。
曹性又说：“郝萌造反时曾问我可行吗？我说吕大将军神勇不可对抗，没想到郝萌狂惑不止。
吕布对曹性说：“你真是个健儿。”让其好好养伤，等曹性伤愈后，让他统领郝萌的余部。
袁术想联合吕布，让他为自己所用，于是向吕布提出让他的儿子娶吕布之女为妻，吕布同意了。袁术派韩胤为使节，向吕布正式转达他将更换年号、登基称帝的事情，同时请求接吕布的女儿与自己的儿子去完婚。
沛相陈珪担心袁术、吕布成了亲家，徐州、扬州联为一体，将会危害国家，于是前往游说吕布：“曹公奉迎天子，辅佐朝政，征讨八方，威震四海，而将军您应与他合作，以取得天下安宁。
如果您与袁术成了亲家，将会担上不义之人的罪名，那样形势就对您不利了。”
吕布心里也怨恨当初袁术不接纳自己，虽说女儿此时已经随韩胤走了，他还是把她追了回来，拒绝了这门亲事，并将使者韩胤戴上枷锁、镣铐，送往许都街市上斩首示众。陈珪想派其子陈登到许都，说明吕布愿意与曹操合作，吕布不同意。正巧曹操的使者这时来到，传汉献帝的旨意，任命吕布为左将军。
吕布大喜，于是让陈登启程，还命他带着书信，向汉献帝谢恩。
陈登拜谒曹操，述说了吕布有勇无谋、反复无常的缺点，希望曹操早吕布日除掉他。
曹操说：“吕布是个具有狼子野心的人，实在不能让他久留世上，你当然是最熟悉内情的。”
当即把陈珪的年俸禄提到二千石，任命陈登为广陵太守。
临别时，曹操拉着陈登的手说：“东边的事，便全托付给你了。”
命令陈登私下分化吕布的队伍，为自己做内应。
开始时，吕布想通过陈登求得徐州刺史之职，陈登回来，吕布见自己的愿望没能实现，大怒，拔出戟来砍着桌子说：“你父亲劝我与曹公合作，我才拒绝了袁术的婚约；而现在我一无所获，你们父子反倒地位显赫，加官晋爵，我被你们出卖了！你倒说说看，你在曹公面前替我说了些什么？”
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