公元194年，曹操率军攻打徐州，当时镇守东郡的陈宫趁机劝说张邈背叛曹操，并迎接吕布坐镇兖州，张邈听从了陈宫的建议，于是他背叛曹操，并迎吕布为兖州牧，兖州其他郡县也纷纷背叛曹操，一时间，除了鄄城，以及和范与东阿两县之外，其他地方都已经背叛曹操而响应吕布，当时的形势一下子变得十分紧张，曹操得知消息后，担心进退两难，于是立即率军赶回兖州。在返回的途中，曹操听闻吕布并没有攻下兖州州治鄄城，而是驻军于濮阳，他认为吕布虽然得到了兖州之地，但却不并能拒险截击自己的军队，反而屯于濮阳，可见吕布不会有太大的作为了。在这样的情况下，曹操当即率军攻打濮阳，不过因为吕布与陈宫让阳大姓氏行反间计，导致曹操轻易入城而被吕布击败。
初战落败后，曹操制作攻城器械反复进攻濮阳，后来蝗灾四起，曹操和吕布只能引兵退走，暂时息战。当时袁绍看曹操失去兖州，军中又无粮草，于是派出使者让曹操归附，只要曹操将家属派送前往邺城，袁绍就可以支助曹操，由于缺兵少粮，曹操本有同意的打算，但在程昱的意见下，曹操还是拒绝了袁绍的建议。第二年春，曹操再度攻打吕布，他先将吕布在定陶击败，又在巨野击败了吕布的部将薛兰和李封，等吕布率军前来时，战事已经结束，吕布见无力回天，只能退走，曹操就此诛杀了薛兰等三人。后来吕布率领一万大军反攻曹操，此时曹操兵力不足千人，但他并未惊慌，而是在营外设伏，以计大败吕布，并就此收服定陶，在此之后，曹操分兵平定各个郡县，并逐步将兖州收复，之后，汉室正式册封曹操为兖州牧，而兖州也再一次回到了曹操手中。
曹操后来会选择迎接汉献帝，并与袁绍决裂，其实与这一次兖州之争有很大的关系。在曹操成为兖州刺史时，正是曹操对袁绍的依附最深的时候，曹操出任兖州是袁绍任命的，在这个时候，曹操的军事行动一直受到袁绍的影响，当时曹操与张邈私交甚笃，但他们的关系最终破裂，与袁绍对张邈的记恨不无关系。在曹操离开兖州，东征陶谦时，袁绍同样出兵相助，可见当时曹操与袁绍的利益是分不开的。
但当时袁绍最希望做的事情是拥立刘虞为帝，就此建立新的汉王朝，而这在传统士大夫看来是极其叛逆的行为，正因如此，在这个时期依附袁绍的曹操也就此失去了对兖州的控制，而当初曹操在关东军中独自追击董卓而建立起的良好形象，也因为依附袁绍而崩塌，支持并追随曹操的这些士族也因此放弃了曹操。
正因如此，在这件事后，曹操明白了两件事，一件就是汉室在士大夫心中依旧占据着相当重要的地位，盲目的改立帝王或者自立为帝是不现实的，正因如此，他才会抓住机会迎接汉献帝，就此开启了奉天子以令不臣的生涯。另外一件事情就是曹操如果继续依附在袁绍麾下，迟早有一天，曹操会丧失所有的独立性而成为一个普通的将领，正因如此，曹操恢复兖州之后，逐渐与袁绍貌合神离，以至于在袁绍击败公孙瓒后，双方在官渡展开了一场大战，最后让曹操赢得了统一北方的机会。
笔者认为，正因为兖州之变对曹操影响巨大，迫使曹操做出改变，他才能迎接汉献帝，并与袁绍决裂，并在后来一统北方，并建立曹魏政权。