汉建安三年（公元198年），曹操打算亲自出马攻打吕布，诸位将领都劝阻说：“刘表、张绣在身后虎视眈眈，倘若您远离袭击吕布，恐怕会发生危机。”荀攸却说：“刘表、张绣刚吃过败仗，估计不敢轻易采取行动。吕布骁勇善战，又倚仗袁术，如果让他在淮河、泗水之间形成势力，豪杰们一定会起来响应他。应该现在就去攻击他，趁他刚刚起兵反叛，大家还不能齐心协力，肯定能够打败他。”曹操听了说：“很好！”
曹操大军出发时，泰山驻军的首领臧霸、孙观、吴敦、尹礼等都归降了吕布。曹操在梁地遇到刘备，与他一起进军彭城。
陈宫对吕布说：“应该进军迎击他们。我们以逸待劳，无往而不胜！”吕布却说：“不如等待他们自己前来，我把他们逼到泗水去。”
十月，曹操攻下彭城，进行了屠杀，然后进军到下邳。吕布亲自率领部队，与曹操屡次交战，全都大败，只好退守城池，不敢出战。
曹操给吕布写信，向他讲清楚利害关系。吕布害怕，打算投降。
陈宫说：“曹操远道而来，势必不能坚持很久。将军如果率领步兵、骑兵到城外驻扎，我率领剩下的军队守卫城池，如果曹操进攻将军，我就领兵从他们的背后进攻；如果曹军攻城，则将军在城外援救。这样，用不了一个月，曹军的军粮吃完，我们再大举进攻，就可以打败敌人。”
吕布认为他说得对，就准备留陈宫与高顺守城，自己率领骑兵切断曹军的运粮通道。
吕布的妻子对吕布说：“陈宫与高顺一向不和，将军一出城，万一他们俩闹起矛盾来，谁要是打开城门投降了曹操，将军以后在哪里立足呢？况且曹操对待陈宫，就像父母对待怀里的婴儿一样，陈宫还丢下曹操来归附我们；你待陈宫不如曹操待他那么好，就把全城交给他，把妻儿老小丢在这里，孤身一人率军远出。如果一旦发生变故，我哪里还能再做你的妻子呢？”吕布听了，又打消了原来的计划，偷偷派下属官员许汜、王楷向袁术求救。
袁术曾和吕布订下儿女婚姻。后来吕布与曹操联合，又拒绝了这桩婚事。如今袁术见吕布向自己求援，就说：“吕布不肯把女儿给我嫁过来，反而去联合曹操，现在被曹操攻打，失败了也活该，还来找我干什么？”
许汜、王楷说：“您现在不救吕布，是让自己败亡啊。吕布一旦被灭，您也就难以自保了。”袁术于是让军队做好准备，造出要援救吕布的声势。
吕布担心袁术因为自己不嫁女儿，就不肯发兵救援。于是他就用丝绵将女儿身体裹住，绑在马上，夜里亲自送女儿出城，结果与曹军士兵遭遇，经过短兵相接和弓箭往来后，还仍然无法通过，只好又退回到城里。
曹操挖掘壕沟包围下邳城，过了很久也没能攻下，士兵疲惫不堪。曹操打算撤军，谋士荀攸、郭嘉说：“吕布有勇无谋，现在接连打了败仗，锐气已衰。主将是三军的灵魂，主将锐气一衰，则三军都没有斗志。陈宫虽然有智谋，但应变能力不足。现在应该乘吕布锐气还没有恢复，陈宫的策略还没有决定，迅速发动猛攻，一定可以消灭吕布。”
曹操认为说得对，就命令曹军开凿沟渠，引来沂水、泗水灌城。
过了一个多月，吕布更加窘迫，登上城墙对曹军将士说：“你们不要这样逼我，我要向明公自首。”陈宫在一旁劝谏说：“曹操只不过是个逆贼，怎么配称明公？我们现在投降他，就像把鸡蛋扔到石头堆里，哪里还能够保全呢？”
吕布的部将侯成丢失了他的宝马，幸好不久后又找了回来，将领们一起送礼向他道贺。侯成把礼物里的酒肉分出一份，献给吕布。谁知吕布却发了怒，说：“我下令禁酒，而你们竟敢偷偷酿造，难道想借酒来一起算计我吗？”侯成又气又怕。
十二月二十四日，侯成与来宪、魏续等将领一起捉住陈宫、高顺，率领部下向曹操投降。吕布与手下亲兵登上白门楼，曹军四面包围，攻得很急。吕布命令手下砍下他的脑袋，然后投降曹操。手下们不忍心下手，吕布就自己下楼向曹操投降。
吕布见到曹操，说：“从今以后，天下就可以算平定了。”
曹操说：“为什么这么说？”
吕布说：“您所担忧的人，没有比得上我吕布的。如今我已归顺，如果让我率领骑兵，您自己统率步兵，天下有谁能抵挡得住呢？”
吕布又回头对刘备说：“刘玄德，如今你是座上客，我是阶下囚。我身上的绳子捆得这么紧，难道你就不能帮我说句话吗？”
曹操笑着说：“捆猛虎，不能不紧。”于是叫人给吕布松绑。
刘备说：“不可以。您难道忘了吕布是怎么侍奉丁原和董卓的吗？”
曹操听了，点头同意。
吕布瞪着刘备说：“大耳朵的小子，最不能够相信！”
曹操又对陈宫说：“你平生自认为智谋多得没地方用，现在怎么落到这地步？”
陈宫指着吕布说：“这个人不听我的话，所以落得这样的下场。如果他早听我的话，也不见得就会被你捉住。”
曹操爱惜他的才能，想招降他，就说：“你的老母该怎么办？”
陈宫说：“我听说以孝治天下的人，不伤害他人的双亲；我老母能否活下来，取决于您，而不取决于我。”
曹操说：“那你的妻子儿女怎么办？”
陈宫说：“我听说在天下施行仁政的人，不会让他人祭祖中断；我妻子儿女的生死，也取决于您，而不取决于我。”
曹操再没有话说。陈宫请求行刑，就走出门去，不再回头，曹操忍不住为他落泪。
陈宫、吕布、高顺一一被绞死，他们的首级被运送到许昌。曹操接来陈宫的母亲，赡养到她老终；安抚并关照他的家人，又把陈宫的女儿嫁出去，对他们比陈宫跟随自己时还要好。
