屯驻城外，由我率领剩下的军队在内守城，如果曹军进攻将军，我就领兵攻击他们的后背；如果曹军攻城，则将军在外援救。不过一个月，曹军粮食吃光，我们再行反击，可以破敌。”吕布同意，打算留陈宫与高顺守城，自己率骑兵截断曹军的粮道。吕布的妻子对吕布说：“陈宫与高顺一向不和，将军一出城，陈宫与高顺必然不能同心协力地守城。万一出现什么问题，将军要在哪里立脚！而且曹操对待陈宫犹如父母对待怀抱中的幼儿，陈宫还舍弃曹操来投靠我们；你待陈宫并未超过曹操，就把城交给他，抛别妻儿家小，孤军远出。如果一亘有变，我难道能再做你的妻子吗？”吕布就打消那个计划，偷偷派遣部下官员许汜、王楷向袁术求救。袁术说：“吕布不把女儿给我送来，理应失败，为什么又来找我？”许汜、王楷说：“您现在不救吕布，是自取败亡。吕布一破，您也就要破了。”袁术于是整顿动员军队，声援吕布。吕布担心袁术因为自己不送女儿而不发兵救援，就用丝绵将女儿身体裹住，绑到马上，乘夜亲自送女儿出城，与曹操守兵相遇。曹军弓弩齐发，吕布不能通过，只得又退回城中。曹操挖掘壕沟包围下邳城。但很久未能攻克，兵士十分疲惫，他打算撤军。荀攸、郭嘉说：“吕布有勇无谋，现在连战连败，锐气已衰。三军完要看主将的情况，主将锐气一衰，则三军半志消。陈宫虽有智谋，但机变不够。现在应该乘吕布锐气未复，陈宫智谋未定的时机，发动猛攻，可以消灭吕布。”于是，曹军开凿沟渠，引沂水、泗水来灌城。又过了一个月，吕布更加困窘，登上城头对曹军士兵说：“你们不要这样逼迫我，我要向明公自首。”陈宫说：“曹操不过是个逆贼，怎么配称明公！我们现在投降，就好象用鸡蛋去敲石头，岂能保住性命！”
吕布将侯成丢失一匹好马，不久又找回来，将领们联合送礼给侯成，向他道贺。侯成设宴招待诸将，先分一份酒肉献给吕布。吕布发怒说：“我下令禁酒，而你们又违令酿酒，打算借饮酒来共同算计我吗？”侯成又气又怕。十二月癸酉，侯成与宋宪、魏续等将领共同捉住陈宫、高顺，率领部众归降曹操。吕布率领左右亲兵登上白门楼，曹军四面紧逼，吕布命令左右亲兵砍下他的人头去投降曹操，亲兵们不忍下手，吕布于是下楼投降。吕布见到曹操，说：“从今以后，天下可以平定了。”曹操说：“为什么这样讲？”吕布说：“您所顾忌的人，不过是我吕布。现在，我已归顺，如果让我率领骑兵，您自统步兵，则天下无人能敌。”吕布又回头对刘备说：“刘玄德，你是座上客，我为阶下囚，绳子把我捆得太紧，难道不能帮我说句话吗？”曹操笑着说：“捆绑猛虎，不能不紧。”于是下令给吕布松绑，刘备说：“不行，您没有看到吕布事奉丁原与董卓的情形吗？”曹操点头赞同。吕布瞪着刘备说：“大耳朵的家伙，最不可信！”