当时徐州的治所在东海郡郯县，被剩下的四郡国分列四方保护在最里面。要想以最小的代价取得最大的成功，便是攻克整个州的政治中心（治所），攻下郯县具有重要的象征意义，最重要的是陶谦在那里！但曹操发现，自己要想攻下郯县，就必须把徐州的门户彭城国攻克了，否则，自己的大军是飞不过去的，因而陶谦与曹操的第一次大交战的战场就放在彭城。

这里的彭城有双重含义，既是彭城国之名，又是彭城国治所之名。

作为治所的彭城，相传有一个人被尧封在此地，号彭国，这个人又被成为彭祖，活了八百岁。秦始皇出巡天下，经过彭城时，斋戒祭祀，命千人入泗水打捞周鼎，未获。项羽击破秦军，威慑诸侯，都彭城，自立为西楚霸王，尔后，彭城为刘邦所得，项羽以三万铁骑大破汉军，杀汉卒十多万人，又驱汉卒十多万人入睢（音同虽）水，睢水为之不流，刘邦仅与数十骑突围逃脱……古往今来，不知有多少大大小小的战争，发生在彭城。

彭城属于丘陵地带，东有子房、骆驼二山，南有云龙、凤凰二山，西有楚王闪，北有九嶷山，还有不知名的岗恋起伏接，形成了一圈天然的特殊屏障，陶谦正是看准了这一点，将徐州精锐全部收缩在彭城一线，而且彭城墙坚粮足，若是直接进攻，肯定需要付出很惨重的代价方能攻克。

因此曹操并没有直接进攻彭城，而是对彭城周际的城池，进行了逐一攻击，以此消灭可能支援彭城的有生力量。行动相当成功，在仇恨的力量下，曹操大军一鼓作气攻下了十多座城池，直逼彭城，曹军大将于禁攻克广威，（沛县东），沿泗水直至彭城，前锋曹仁大败陶谦部将吕由后与曹操合兵一处，也抵达了彭城。

当彭城周围的城池全部飘扬起起“曹”字军旗后，曹操集中了大部分军队，开始对彭城进行进攻。

陶谦在以前虽然和皇普嵩打过仗，而自己也亲手镇压过徐州黄巾军，在军事上的确是有点儿水平的，但和曹操比起来，还远远不够。结果，陶谦对战略的判断失误，不凭借彭城的高墙坚壁和充足的粮草作持久的防守，却把彭城主力放到了城外，与士气高涨的曹军进行大战，最后陶谦军队全线溃败，为此付出了数万多名将士的生命，尸首遍布于整个战场，陶谦不得不收拾残兵，逃离了彭城，退守东海郡的治所郯县。

陶谦作为主帅逃得了，但彭城国的百姓却没法逃离。曹操没有抓住陶谦，就拿他治下的老百姓撒气，因此下达了屠杀令。那些手无寸铁的老百姓可就惨了，被曹军驱赶到泗水边上，全部被曹操当成了杀父仇人，成批成批的屠杀。曹操疯狂杀戮的结果是，降兵数万人，以及数十万人男女平民全都被无辜杀害，众多的尸体倒伏在泗水之中，赤红的河水浸泡着狼藉的尸首，形成了无边的大血潭，泗水为之不流，血腥气弥漫数十里。

亲爱的朋友们，你们必须知道这个简单的道理：泗水可不是你们国产的劣质抽水马桶，两三块猪排倒下去，就得打电话请管道工人来清理，人家可是浩浩荡荡一条大河，寻常并排行驶四五艘大船根本不当回事，可是尸体居然阻挡了它东流的脚步，变成了一个环绕型的水潭，可见尸体之多，绝对可以达到拍成惊悚片的程度。

当初洛阳、长安一带均遭董卓之乱，在徐州被陶谦治理成平安的乐园后，有不少流民特地跑来徐州避难前来依附陶谦，其中又有大部分人居住在彭城国内。结果曹军的到来，让他们没能躲过命中的死劫，都在这场战乱中被杀害，侥幸躲过的人也在第二次徐州屠杀中被杀害掉。

至于躲到郯县的陶谦，迅速做出补救措施：第一，向与之结盟的公孙瓒发出了特快求救信；第二，重新集结徐州兵士在郯县西南的武原（今江苏邳县西北）设下了防线，因为这里是曹操进攻郯县的第一站，要是被曹军攻下，郯县将彻底暴露在曹军的刀刃之下，所以不容有失。