张宁率一千亲卫离开之后，张梁和张宝随机便展开了对那五万士兵的争抢，两人的势力相当，加之互不相让，此事便胶着起来后来，在黄巾军的一个副帅孙夏的调和下，张梁放弃这五万人马，但是占据广宗城，而张宝则带着十二万大军离开广宗城，屯兵下曲阳，两军遥相呼应，互为犄角。
张角三兄弟当中，论武力要以张梁为最，但是张梁虽然武艺高强，却是一个没有头脑的武夫，若是在战场上行军布阵，指挥一场战斗，张梁还可以做到勇往无惧，绰绰有余，但是，广宗城攻守战已经不能单纯算一场战斗了，而是能够决定黄巾成败，成为了一场战役。指挥这样一场战役，而且是在黄巾之势几近没落之势，张梁便是心有余而力不足了，因为对于战役来说，还需要全局观、清醒的头脑以及善于使用计谋，这些对于张梁来说都是做不到的，所以张梁的失败在张宝率军离开之时就已经被确定了。
但是，张梁却不是这样认为的，城内有八万大军，而广宗城外却只有六万官军，虽然六万官兵经过刘备的训练，战斗力在广宗城黄巾军之上，但毕竟两下数量相差了两万人，张梁对自己充满了信心，毕竟还有城池的优势。
张梁在张宝走后，抓紧时间修筑城池，准备各类守城器具，做好了和刘备一决高下的准备。但是，张梁等来的不是刘备，而是接替刘备执掌了六万大军指挥权的本该是汉末第一名将的皇甫嵩。
皇甫嵩来到之后，自然放弃了刘备的待敌生变的策略，将大营向前推进了三十里，并派人给张梁下了战书。皇甫嵩深知张梁的脾性，在战书中对其极为藐视，有不屑一顾之意，惹得张梁大怒，在广宗城门口安下大营，引军出战。
但是，出乎皇甫嵩意料之外的是，张梁率领的黄巾军骁勇善战，两军一场混战之后，各自伤亡了一万士兵，谁也没能占到便宜。第二天，皇甫嵩关闭营门，让士兵休息，以观察敌军的变化。
黄巾军本来做好了继续大战的准备，却不想皇甫嵩的大营中竟然高挂了免战牌，只得作罢。一天的时间很快就过去，皇甫嵩现黄巾军的情绪逐渐松懈，便趁夜部署军队，在清晨鸡鸣之时，亲率大军突然疾驰冲向敌阵。
厮杀了一整天，待到傍晚时，黄巾军大败，张梁被斩，黄巾军三万多人被杀，约五万人被逼落河中淹死。张梁大军被灭，广宗城便成为了一座空城，皇甫嵩不费吹灰之力便将之占领。占领广宗城之后，皇甫嵩这才从黄巾降卒的口中得知张宁早就已经护送着张角的尸体离城而去，只得作罢。
十一月，皇甫嵩又在下曲阳进攻张角的弟弟张宝，张宝被斩杀，黄巾军被杀、被俘共十余万人。灵帝闻讯大喜，立即任命皇甫嵩为左车骑将军，兼冀州牧，并封为槐里侯。皇甫嵩能够体恤士兵，每次行军休息时，总是等到营帐全部修好，他才去休息，士兵全都吃上饭，他才去吃，这一点跟刘备相同，所以才能够所向无敌，建立功勋。
皇甫嵩大败张梁和张宝的这段时间中，南阳黄巾再起。黄巾将领张曼成被杀后，宛城被刘备所占，后来刘备转战河北，便将宛城大军调了回来，不久颜良文丑也奉命率军北上广宗，宛城自然也就成了一座空城，黄巾余部趁机而起，拥立赵弘为统帅，人数再度扩大，达到十余万，攻占了宛城。
荆州刺史徐盖率军将宛城包围起来，从六月攻至八月，一直未能攻克。刘备便向灵帝举荐了袁绍，但是，袁绍去了之后，与徐盖联军包围宛城，仍是月余不能下。十常侍便趁机要求将袁绍换掉，司空张温上书道：“从前秦国任用白起，燕国任用乐毅，都是经过长年艰苦奋战，才能战胜敌人。袁绍在跟随燕王刘备征讨颍川黄巾时便已建立战功，这次奉旨挥师南下，已经确定作战计划，皇上应该再给他一些时间，让他取得成功；何况，历来在战争之中更换统帅，是兵家的禁忌，还望皇上三思。”灵帝这才作罢。不久后，袁绍得到了这个消息，精心部署，动进攻，将赵弘斩杀。
不久后，黄巾将领韩忠再次占据宛城抗拒袁绍，袁绍让士兵们敲着军鼓进攻宛城西南角，黄巾军全都赶赴该处抵御。袁绍却命手下大将韩猛亲率精兵袭击宛城的东北角，登上城墙而入。韩忠退守小城，惊慌失措，要求投降。诸将都愿意接受，但袁绍却是不同意，说道：“在军事上，本有形式相同而实质不同的情况，从前秦末项羽争霸的时候，百姓没有确定的君主，因此要奖赏归附者，以鼓励人们前来归顺。如今天下统一，只有黄巾军起来造反，如果接受了他们的投降，就无法鼓励那些守法的百姓；而严厉镇压，就能惩罚罪犯。现在如果接受他们的投降，就会进一步助长叛军的势头，他们在有利时起兵进攻，不利时则请求投降。这是放纵敌人的作法，不是上策。”
拒绝了韩忠的投降之后，袁绍连续起猛攻，却未能攻克。袁绍登上土山，观察黄巾军的情况，回头对韩猛说：“绍知道原因了，现在叛军被严密围住，内部形势危急，他们求降不成，突围又无路可走，因而死战。万人一心，已是势不可挡，更何况十万人一心呢，不如撤除包围圈，集中兵力攻城。韩忠见到包围解除了，势必自己出来求生，自己出城定会各寻生路，斗志全消，这才是破敌的最好办法。”于是袁绍解除包围，韩忠果然出战，袁绍乘势攻击，大破黄巾军，杀死一万余人。
公元184年十二月二十九，历时一年的黄巾之乱终于被平定，灵帝大喜，大赦天下，改元为中平，也就是中平元年。除了皇甫嵩被封冀州牧之外，袁绍也被封为南阳太守，曹操被封济南相，孙坚被封为豫章太守，只有袁术没有战功，依然还是没有实职的议郎。不过，袁术倒也没有任何怨言，毕竟能够在被俘之后保住性命是最大的幸事了。
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