汉献帝建安五年（200年）八月，袁军主力又向前推进了一些，到达官渡的正面。
袁绍下令用沙土堆成土丘，在曹营前面呈东西方向展开，长达数十里，以此为依托构筑营寨。为了对抗袁军，曹操也分兵筑营，但如此一来，兵力不足的问题更加突出了。
有的史书认为此时在官渡前线对阵的双方兵力，袁绍有十多万人，曹操不足一万，曹军中的伤兵占到十分之二三。
这显然不准确，袁军人数估计得差不多，但曹军人数明显低估了。
曹操现在手下有多少人马？有的史书进行过分析，认为曹操起兵的时候有5000人，以后大小各战胜多负少，胜率在百分之七八十（败者十二三而已矣），仅破黄巾一役就收降卒30多万，即使在战斗中不断有损耗，也不会如此少，用数千之众对抗十多万敌军，断然没有取胜的可能。
这个分析是对的，官渡前线的曹军不可能只有一万人，理由至少有三条：
一是袁绍构筑的屯营东西达数十里，而曹操能分营相守，说明曹军兵力虽少，但不至于只有数千人；
二是假如袁军是曹军的十多倍，袁绍应该采取围攻的办法，而不是现在这样两军对垒，让曹军进退自由，屡屡得手；
三是后来袁绍失败，很多史料都记载曹军曾坑杀袁军8万人，以8000之众完成坑杀8万人的事是不可能的。
不仅如此，袁曹两军的总兵力与他们投到官渡前线的兵力也是两回事。
算袁军的兵力不能只算他们在官渡前线的兵力，袁绍诸子袁谭、袁熙、袁尚以及外甥高干统率的人马还有不少，不在十一二万这个范围内。
而算曹军官渡前线的兵力不能把在各地的兵力都算进来，曹军总兵力假如有10万人左右，他们能用到官渡前线的有三分之一就不错了，“曹统区”还有数十个郡国、数百个县需要防守。曹操收黄巾降卒30万，如前所述这仅是个虚数，实际能编入战斗部队的顶多十分之一。
总之，曹军在正面作战的兵力被明显低估了，曹军在此的兵力应该在3万人左右，甚至更多一些。
上面说的是兵力，是比较悬殊的；论双方控制的地盘，曹操的劣势就没有那么明显了。
此时袁绍占有冀州刺史部的全部，幽州刺史部、并州刺史部的大部以及青州刺史部的一部，此外还有兖州刺史部的东郡在黄河以北的地区，统计起来有30多个郡国、300多个县。曹操实际控制着司隶校尉部、徐州刺史部、豫州刺史部、兖州刺史部的大部，以及青州刺史部、扬州刺史部、荆州刺史部的各一小部分，郡县数与袁绍相当甚至还略多。
但曹操对这些地区的控制力不如袁绍，地盘虽大，老的根据地不多，相当一部分是新占的地方，有的如汝南郡、关中地区、徐州刺史部等还很不稳定。地盘分散且面积很大是曹操的不利之处，他必须分兵把守，使兵力更不够用，在正面主战场就明显处于下风。
袁绍此次南下是经过一段时间精心准备的，他从“袁统区”各地抽调人马重新编组和训练，组成了一支强大的南下军团，总兵力的确是十一二万人，其中步兵十万人，骑兵一万多人，还有北方少数民族雇佣兵近万人。
袁军不仅数量占优，而且组织严密，兵种齐全，从史料中可以查到的此时在袁绍手下担任旅长（校尉）一级高级将领的有马延（步兵校尉）、韩定（越骑校尉）、王摩（越骑校尉）、睦元进（步兵校尉）、韩莒（屯骑校尉）、赵叡（越骑校尉）、蒋奇（步兵校尉）、荀谌（长水校尉）、高览（步兵校尉）、张郃（屯骑校尉）、韩荀（越骑校尉）、吕旷（射声校尉）、张觊（步兵校尉）。
沮授、郭图、逢纪、颜良、文丑、淳于琼、蒋义渠等人职务是监军或将军，类似于兵团司令或军长。辛评、许攸、苏由等人是袁绍的高级参谋。
从上面的名目看，袁军不仅有步兵、骑兵，还有射声校尉营即弓箭兵部队。而骑兵又分屯骑和越骑，屯骑是重装骑兵，人着盔甲，马披重铠，士兵用长枪和马刀，承担冲锋陷阵的任务，也称突骑。越骑是轻骑兵，士兵穿薄甲，配弓箭，承担远途奔袭、追击、搜索以及警戒的任务。
还有长水校尉，担负水上作战任务，同时负责架设桥梁、开辟道路以及攻城相关的土木作业等，类似于水军和工兵的混合部队。
相比之下，曹军的情况差得多。
由于准备的时间不足、地理分散等原因，曹军的正规化程度不如袁军。曹军主力部队包括步兵约三个军，屯骑和越骑各一个军，长水和射声各不足一个军。各军内部的编制也不满员，能投入到官渡正面战场的总兵力不足袁军的一半。(www.xing528.com)
夏侯惇、曹洪、曹仁的军职已经升任为军长（将军），加上张绣，曹操手下的军长至少有四个人，其余将领目前的军职是副军长（偏将、裨将）、师长（中郎将）、旅长（校尉）等。
刘辟等人在汝南郡叛乱以及袁绍先后派刘备、韩荀等人南下包抄许县等事件发生后，曹操不得不重新考虑加强后方的军事部署，曹洪、曹仁、乐进、李典等人先后被抽调到后方。
目前，曹军在官渡前线以及各地的总体兵力部署是：
军长（建武将军）兼河南尹夏侯惇率步兵5000人守敖仓，并派其中一部分人守黄河之上的渡口孟津；
旅长（平虏校尉）于禁率步兵4000人守原武，并派其中一部分人守获嘉和黄河上的另一个渡口延津；
东郡太守刘延率步兵1000多人守白马，目前已撤退至官渡；
东平国相程昱率步兵700人守兖州刺史部目前的治所鄄城；
曹操亲自率副军长（偏将）徐晃、副军长（裨将）张辽以及警卫部队指挥官许褚等步骑混合部队1万多人守官渡，大本营的主要参谋人员有郭嘉、荀攸、贾诩、董昭、毛玠等人；
军长（扬武将军）张绣率本部约5000人转战到兖州刺史部，与程昱一道防守陈留郡一带；
琅琊国相臧霸等泰山帮成员防守徐州、青州，掩护右翼，兵力约有1万人，但不是曹军嫡系；
军长（厉锋将军）曹洪率1万人左右守卫南阳郡的宛县，防备刘表来袭；
军长（越骑将军）兼广阳郡太守曹仁率数千人守卫颍川郡一带，保证许县的安全；
朝廷秘书局局长（尚书令）荀彧总揽许县事务，旅长（讨虏校尉）乐进、师长（中郎将）李典等率步骑数千人协助荀彧；
司隶校尉钟繇坐镇关中，负责督运关中的粮草；
颍川郡太守夏侯渊负责督运徐州、兖州、豫州三地的粮草；
农屯师师长（典农中郎将）任峻负责督造兵器，并负责各类军用物资的运输。
这场大战最终耗时数月，双方直接调用的兵力达十几万人，间接调动的更是多达几十万人，这是近年来少有的时间跨度长、兵力异地调动规模大的一次战役，如此复杂繁重的后勤保障是双方此前都没有遇到过的问题。
兵强马壮的袁绍在后勤保障方面也有软肋，随着战事越拖越久，这个问题逐渐暴露出来，虽然他也下了不少功夫，但始终没有解决好。
曹操在后勤方面投入的人力更多，荀彧、钟繇、夏侯渊、任峻等人专司其职，在极其艰难的情况下保证着前线的需要。
钟繇不仅尽可能将关中的粮草运往前线，还征集到2000多匹马，对前线的支援作用非常大。
有了粮草运输也是难事，劫敌军的粮道往往是出奇制胜的手段之一，沮授就建议袁绍专劫曹军的粮道，使敌人因粮食供应不上而军心动摇，不战取胜。除了敌军外，四处盛行的流寇也经常打劫军粮。
任峻负责粮草运输时就深为流寇袭扰而头疼，最后他总结出经验，运粮时必须集中上千辆运输车才能成行，并且加派兵力予以保护，土匪看到想劫粮也不敢动手。
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