对此，蹇硕非常不安，再度谋划诛杀何进，但被人告发，何进下令捕杀蹇硕。鉴于宦官蠢蠢欲动，何进恐怕发生意外，称病不参预灵帝丧事。袁绍认为只有杀掉所有宦官，才能免除后患。他对何进说：“从前窦武准备诛杀内宠，而反受其害，原因是事机不密，言语泄漏。五营兵士都听命于宦官，窦武却信用他们，结果自取灭亡。如今将军居帝舅大位，兄弟并领强兵，军队将吏都是英俊名士，乐于为将军尽力效命。一切在将军掌握之中，这是苍天赐予的良机，将军应该一举为天下除掉祸害，以名垂后世！”何进报告何太后，但何太后却不同意，何进也就不敢违背太后意旨。事后他想：“或者只杀几个罪恶昭彰的。”袁绍见何进动摇，又进而对他说：“宦官亲近至尊，传达诏令，如果不一网打尽，必将遗患无穷。况且现在计划已经外露，将军为何不早下决断？事久生变，下手晚了会遭祸殃的。”但是，由于何太后的母亲舞阳君与何进的弟弟何苗多次受到宦官贿赂，从中作梗，多方阻挠；也由于何进素无决断，犹犹豫豫，所以仍然没有行动。
袁绍看见这种情况，心里十分焦灼，再一次献策说：“可以调集四方猛将豪杰，领兵开往京城，对太后进行兵谏。”何进觉得这个主意不错，于是下令召并州牧董卓带领军队到京，又派部下王匡、骑都尉鲍信回家乡募兵。
四方兵起，京师震动，何太后才感到事态严重。她匆匆把中常侍、小黄门等宦官放回家。宦官们着慌了，惶惶然若丧家之犬，一起去叩求何进恕罪。袁绍在旁再三劝何进乘此机会杀掉他们，但何进还是把他们放走了。袁绍很不甘心，写信通知州郡，诈称是何进的意思命令逮捕宦官的亲属入狱。
宦官们走投无路，铤而走险。他们借口离京前愿最后侍奉一次太后，又进了宫。在张让的指挥下，中常侍段珪等率领党徒数十人，等候何进入宫后，将何进斩杀于嘉德殿前。何进部将听说何进被杀，领兵入宫，虎贲中郎将袁术攻打宫城，焚烧青琐门。张让等人遂挟持少帝刘辩和陈留王刘协从复道仓皇外逃。袁绍与叔父袁隗佯称奉诏，杀死宦官亲党许相、樊陵，然后列兵朱雀阙下，捕杀没有来得及逃走的宦官赵忠等人，又命令关闭宫门，严禁出入，指挥士兵搜索宫中的宦官。不论老幼皆斩尽杀绝，死者有二千多人，有些不长胡须的人也被当成宦官杀掉了。
讨董盟主
正当袁绍在内宫大肆屠戮宦官的时候，董卓率领军队抵达洛阳西郊，于北邙阪下与少帝和陈留王相遇。董卓无意中得到了一张王牌，他拥簇着少帝，带着军队浩浩荡荡地开进洛阳城。
在何进决定调董卓领兵入京时，主簿陈琳曾经提醒他说：“大兵一到，强者称雄，这样做是倒拿干戈，授柄于人。不但不能达到目的，恐怕还会引起混乱！”目睹董卓八面威风、不可一世的模样，刚刚从泰山募兵回到洛阳的鲍信忧虑地对袁绍说：“董卓拥有强兵，居心叵测，如果不能及早采取措施，就要陷入被动。如果乘他长途行军，兵马劳顿，发起突然袭击，还能擒拿他。”袁绍见董卓兵强马壮，心里害怕，不敢轻举妄动。鲍信不觉非常失望，带兵回泰山去了。
董卓十分骄横，决意实行废立，以建立个人的权威。他傲慢地对袁绍说：“天下之主，应该选择贤明的人。刘协似乎还可以，我想立他为帝。如果还不行，刘氏的后裔也就没有留下的必要了。”袁绍一听非常生气，但慑于董卓的威势，只默不做声地横握佩刀，向董卓拱了拱手，扬长而去。
袁绍不敢久留洛阳，他把朝廷所颁符节挂在上东门上，逃亡冀州。董卓下令通缉袁绍，当时有人劝董卓说：“废立大事，不是一般人能理解的。袁绍不识大体，因为害怕逃跑，并非有其它意思。现在通缉他太急，势必激起事变。袁氏四代显贵，门生、故吏遍布天下，得到袁家恩惠的人就更多了。如果袁绍招集豪杰，拉起队伍，群雄都会乘势而起。那时，关东恐怕就不是明公所能控制得了了。所以不如赦免他，给他一个郡守当当。那么，他庆幸免罪，也就不会招惹事端了。”于是，董卓任命袁绍为渤海太守，赐爵位为邟乡侯。
董卓在洛阳一意孤行。中平六年九月，他废少帝为弘农王，立刘协为帝，是为献帝。他自封相国，又自称“贵无上”，性极残忍。是时，“洛中贵戚室第相望，金帛财产，家家殷积。卓纵放兵士，突其庐舍，淫略妇女，剽掳资物，谓之‘搜牢’”。贵戚尚且如此，一般百姓家更不胜其苦了。洛阳附近也惨遭董卓军队的蹂躏和洗劫。有一次，董卓派军队到阳城，遇见一群正在举行祭社活动的人们。士兵冲入人群，砍杀男子，掠抢妇女和财物，驾走他们的车牛，把砍下的头颅挂在车辕上，说是攻贼大胜，狂呼滥叫地回到洛阳城。其景象惨不忍睹，令人发指！
董卓擅行废立和种种暴行，引起了官僚士大夫的愤恨，他所任命的关东牧守也都反对他。各地讨伐董卓的呼声越来越高。而讨伐董卓，袁绍是最有号召力的人物，这不仅因为他的家世地位，还因为他有诛灭宦官之功和不与董卓合作的行动。本来，冀州牧韩馥恐怕袁绍起兵，故派遣几个部郡从事驻渤海郡监视，限制袁绍的行动。这时，东郡太守桥瑁冒充三公写信给各州郡，历数董卓罪状，称“受董卓逼迫，无以自救，亟盼义兵，拯救国家危难”云云。韩馥接到信件，召集部属商议，他问大家：“如今应当助袁氏呢，还是助董氏呢？”治中从事刘子惠正色说：“兴兵是为国家，如何说什么袁氏、董氏！”韩馥语塞，脸有愧色。不过从韩馥的话中，也可知袁绍在当时人们心目中的分量。迫于形势，韩馥不敢再阻拦袁绍，他写信给袁绍，表示支持他起兵讨董。
初平元年（190年）正月，关东州郡起兵讨董，推举袁绍为盟主。袁绍自号车骑将军，与河内太守王匡屯河内，韩馥留邺，供给军粮。豫州刺史孔颍屯颍川，兖州刺史刘岱、陈留太守张邈、广陵太守张超、东郡太守桥瑁、山阳太守袁遗、济北相鲍信与曹操屯酸枣，后将军袁术屯鲁阳，各有军队数万。董卓见关东盟军声势浩大，于是挟持献帝，驱赶洛阳百姓迁都长安。临行前杀害太傅袁隗、太仆袁基等袁氏家口五十多人。
袁绍虽为众望所归，其实很不服众望。作为盟主，他既不率先杀敌，也指挥不了这支数十万的大军。各州郡长官各怀异心，迁延日月，保存实力。酸枣驻军的将领每日大摆酒宴，谁也不肯去和董卓的军队交锋。酸枣粮尽后，诸军化作鸟兽散，一场讨伐不了了之。
董卓西走长安后，袁绍准备抛弃献帝，另立新君，以便于驾驭。他选中软弱的汉宗室、幽州牧刘虞。当时袁氏兄弟不睦，袁术有自立之心，他假借维护忠义，反对袁绍另立刘虞为帝。袁绍写信给袁术，信中说：“先前我与韩文节（韩馥）共谋长久之计，要使海内见中兴之主。如今长安名义上有幼君，却不是汉家血脉，而公卿以下官吏都媚事董卓，如何信得过他？当前只应派兵驻守关津要塞，让他衰竭而亡。东立圣君，太平之日指日可待，难道还有什么疑问？况且我袁氏家室遭到屠戮，决不能再北面事之了。”他不顾袁术的反对，以关东诸将的名义，派遣原乐浪太守张岐拜见刘虞，呈上众议，刘虞却断然拒绝。袁绍仍不死心，又请他领尚书事，承制封拜，也同样被刘虞拒绝了。
割据冀州
此时，董卓并未垮台。关东牧守们却为了扩充个人的地盘，争夺土地和人口，自己倒厮杀起来了。韩馥唯恐袁绍坐大，故意减少军需供应，企图饿散、饿垮袁绍的军队。而袁绍并不满足于一个渤海小郡，对被称为天下之重资的冀州垂涎已久。在联兵讨董时，袁绍曾经问过曹操：“大事如果不顺，什么地方可以据守呢？”曹操反问：“足下的意思怎样呢？”袁绍答道：“我南据黄河，北守燕、代，兼有乌丸、鲜卑之众，然后南向争夺天下，这样也许可以成功吧！”袁绍所谓南据黄河，北守燕、代，其中间广大地区正是物产丰富、人口众多的冀州。
不过，当时袁绍并不景气，门客逢纪建议他攻取冀州时，袁绍非常踌躇，拿不定主意。他对逢纪说：“冀州兵强，我军饥乏，如果攻打不下来，我连立足的地方都没有了。”逢纪心生一计，说：“韩馥是一个庸才，我们可以暗中与辽东属国长史公孙瓒相约，让他南袭冀州。待他大兵一动，韩馥必然惊慌失措，我们再趁机派遣能言善辩的人去和他说明利害关系，不怕他不让出冀州来。”袁绍很看重逢纪，果然照他的意思写了一封信送给公孙瓒。
初平二年（191年），公孙瓒发兵，南袭冀州。韩馥军一战败绩，慌了手脚，此时袁绍的说客高干、荀谌不失时机地到了邺城。高干是袁绍外甥，荀谌与韩馥的关系不错。他们对韩馥说：“公孙瓒乘胜南下，诸郡望风而降；袁车骑也领兵到了延津，他的意图难以预料，我们私下都很为将军担忧。”韩馥一听，不禁倒抽了一口冷气，急切地问：“既然如此，那怎么办呢？”荀谌不正面回答，反问道：“依将军估计，在对人宽厚仁爱方面，您比袁绍怎样？”韩馥说：“我不如。”“在临危决策、智勇过人方面，您比袁绍怎么样？”韩馥又说：“我不如。”“那么，在累世广施恩德，使天下人家得到好处方面，您比袁绍又当如何呢？”韩馥摇摇头：“还是不如。”连提了几个问题后，荀谌这才说：“公孙瓒率领燕、代精锐之众，兵锋不可抵挡；袁绍是一时的英杰，哪能久居将军之下？冀州是国家赖以生存的重地。如果袁绍、公孙瓒合力，与将军交兵城下，将军危亡即在旋踵之间。袁绍是将军的旧交，而且结为同盟，如今为将军着想，不如把冀州让给袁绍。袁绍得到冀州以后，公孙瓒也就不能和他抗争了，那时，他一定会深深感激将军。冀州交给亲密的朋友，将军不但能获得让贤的美名，而且您还会比泰山更加安稳，希望将军不必有什么顾虑！”
韩馥生性怯懦，缺少主见，听荀谌这么一说，也就同意了。韩馥的许多部下都忧虑重重，长史耿武、别驾闵纯、治中李历劝谏说：“冀州虽然偏僻，但甲士百万，粮食足以维持十年；而袁绍则是孤客穷军，仰我鼻息，就如同婴儿在我手上一般，一旦断了奶，立刻就会饿死，为什么我们竟要把冀州让给他？”韩馥无奈地说：“我是袁氏的故吏，才能也不如本初，量德让贤，这是古人所推崇的，你们为何还要一味加以责备呢？”驻屯在河阳的都督从事赵浮、程涣听到消息，急急自孟津驰兵东下。船数百艘，众万余人，请求出兵抗拒袁绍，韩馥不同意。最终，韩馥搬出了官署，又派自己的儿子把冀州牧的印绶送交袁绍。
袁绍代领冀州牧，自称承制，送给韩馥一个奋威将军的空头衔，既无将佐，也无兵众。袁绍手下有一名都官从事朱汉，曾经遭到韩馥的非礼，一直耿耿于怀。他知道韩、袁二人之间积怨甚深，借故派兵包围了韩馥的住所，手持利刃，破门而入。韩馥逃到楼上，朱汉抓住韩馥的长子，一阵乱棍拷打，把两只脚都打断了。韩馥受了很大的刺激，虽然袁绍杀死了朱汉，但他还是离开冀州去投奔张邈了。有一天，在张邈府上，韩馥见袁绍派来一个使者，使者对张邈附耳低语。韩馥心中不觉升起了一团疑云，感到大难临头了，于是起身到厕所，举刀自杀了。