王垕欲求饶，曹操早呼刀斧手将他推出门外，一刀斩了。悬王垕之头在高竿上，贴出榜示众：“王垕故行小斛分粮，实为盗窃官粮私用。谨按军法。”
军士们纷纷以为是王垕贪污粮草，把王垕的首级取下来泄愤，于是军众怨忿才解开。
第二天，曹操传令各营将领：“如三日内不并力破城，皆斩！”
曹操亲自到城下，督诸军搬土运石，填满袁术军挖的深壕塞满堑坑。城上矢石如雨，有两员裨将畏避逃走，曹操持青釭剑亲自斩他们于城下，于是亲自下马接土填坑。
于是大小将士无不向前，军威大振。城上袁术军抵敌不住，曹兵争先上城，斩关落锁，大队人马拥入。
李丰、陈纪、乐就、梁刚都被生擒，曹操下令将他们都拖于市口斩首。曹操命大军焚烧袁术伪造的宫室殿宇、一切犯禁之物；将寿春城中的东西收掠一空。
曹操与诸将商议欲进兵渡淮水，追赶袁术。荀彧谏言道：“连年来荒旱，粮食艰难。若更进兵，劳军损民，未必有利。不若暂回许都，待来春麦熟，军粮足备，方可图之。”
曹操踌躇未决。忽报马到，报说：“张绣依托刘表，复肆猖獗；南阳、江陵诸县又反；曹洪拒敌不住，连输数阵，今特来告急。”
曹操乃驰书与韩玄，令其跨江布阵，让刘表疑韩玄进兵江夏，使刘表不敢妄动。曹操即日班师，和郭嘉、戏志才、荀攸等人商议征张绣之事。