曹操闻听华佗医术精湛，征召他到许昌为自己看病。曹操常犯头风眩晕病，经华佗针刺治疗有所好转。《三国志》对此的记载是，"佗针鬲，随手而差。"后来，随着政务和军务的日益繁忙，曹操的"头风"病加重了，于是，他想让华佗专门为他治疗"头风"病，做自己的侍医。但是华佗却不愿意。他借口妻子有病，告假回家，不再到曹操那里去了。曹操非常愤怒，派人到华佗家里去调查。曹操对派去的人说：如果华佗的妻子果然有病，就送给他小豆四十斛;要是没有病，就把他逮捕来办罪。
传说华佗被逮捕送到曹操那里以后，曹操仍旧请他治病。他给曹操诊断了以后，对曹操说："此近难济，恒事攻治，可延岁月。"意思是说，你的病在短期内很难彻底治好，即使长期治疗，也只能苟延岁月。而要全部治好，使之不再重犯则需要先饮"麻沸散"，麻痹脑部，然后用利斧砍开脑袋，取出"风涎"，这样才可能去掉病根。多疑的曹操以为华佗是要借机杀他，为关羽报仇，于是命令将华佗杀害。
被关进牢狱以后，华佗知道曹操不会放过他的，于是抑制住悲愤的心情，逐字逐句地整理他的三卷医学著作-《青囊经》，希望把自己的医术流传下去。这三卷著作整理好以后，华佗把它交给牢头，牢头不敢接受。在极度失望之下，华佗把它掷在火盆里烧掉。牢头这时候才觉得可惜，慌忙去抢，只抢出一卷，据说这一卷是关于医治兽病的记载。华佗没有留下专门著作。这是我国医学的一个重大损失。
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其次，华佗能够顺利地进行脑部手术吗?华佗的确是当时最杰出的神医，但他对人的大脑研究以及是否做过脑科手术，在史书中并无一字记载。按照颅脑的解剖来看，人的大脑不同区域的功能也不同，有分管语言的语言中枢、有记忆中枢、有视觉中枢、味觉中枢。人类认识大脑的解剖只不过是近代的事情。就是现在，大脑斜坡部位仍是手术的相对禁区。按照当时的认识，华佗不可能知道大脑的精细解剖结构。如果真动手术，稍有不慎，曹操就会立即命丧黄泉。
再次，华佗能否对曹操进行急救也是一个问题。开颅手术时要有起码的急救设备，比如心电监护设备，输血补液设施，吸氧设备等，这些起码的设备缺一不可。一旦血压下降或者是心跳骤停，在这些起码的急救条件不具备的情况下，曹操开颅就会凶多吉少。