建安三年(198年)，吕布再次反叛朝廷与袁术结盟，派高顺、张辽攻打沛城，击败刘备。曹操派夏侯敦援救刘备，也被高顺打败，九月，高顺等攻破沛城，俘虏了刘备妻儿，刘备败投曹操。曹操于是亲自率兵攻打吕布，大军抵达下邳城下。曹操送了一封信给吕布，向他陈述祸福。吕布想投降，但陈宫等人由于自己对曹操负罪，极力反对，而且对吕布说“曹公从远道而来，其局势不能持久，将军如果用步兵和骑兵驻守城外，我率领其余人马关了城门把守。曹操如果向将军进攻，我带领部队从后面进攻曹军;要是曹操只是攻城，将军就从外面救援。用不了一个月，曹军粮食全部用尽，发起进攻就可以打败曹操。”吕布同意他的看法。吕布的妻子说“从前曹氏对待陈公台像对待婴儿一样无微不至，陈宫仍然丢下曹操投靠我们。现在将军对待公台的好处并未超过曹氏，却打算丢下全城和妻子儿女孤军远出吗?一旦发生变故，我难道还能成为将军的妻子吗?”于是吕布作罢，但暗中派人向袁术求救，又亲自率领一千多骑兵出城，打败后退回城内，守住城不敢出去。袁术也不能援救。吕布虽骁勇刚猛，但少谋而心胸狭隘多猜忌，不用陈宫建议，诸将又各自猜疑，所以每战多败。
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曹操围攻三个月，决水围城，吕布军中上下离心，其部下侯成、宋宪、魏续反叛，缚了陈宫投降，吕布在白门楼见曹军攻急，大势已去，于是令左右将他的首级交给曹操，左右不忍，便于十二月癸酉下城投降。吕布被捆到曹操面前，对曹操说“我对手下部将可是够厚道了，是他们临时一起背叛我罢了。“曹操说你背着你的妻子，与你几个部下的妻子私通，怎么能称为厚道呢?”吕布沉默不语。吕布曾要求松绑，曹操笑说“捆绑老虎不得不紧。”吕布又说“曹公得到我，由我率领骑兵，曹公率领步兵，可以统一天下了。”曹操颇为心动，但刘备在一旁说“明公您看见吕布是如何侍奉丁建阳和董太师的吗!”吕布死前说“大耳儿刘备最不能相信!”最终吕布被缢杀，然后枭首。其部属陈宫、高顺亦拒降被处死，张辽则领兵向曹操投降。曹操下令将吕布、陈宫、高顺的首级送往许都彰功，然后下葬。
若要谈起吕布，白门楼恐怕是绕不开的。正是此地，让我们这位万人敌的人生终点有了落脚。《三国演义》大抵是这样描述的曹军水淹下邳，吕布坐困城中，心下郁闷，与妻妾痛饮美酒，因酒色过伤，形容销减，恰城外急攻时起彼伏，吕布连加夜班苦守，终于困顿，少憩门楼，不觉睡着在椅上，副将宋宪、魏续趁其酣睡，竟盗画戟，然后用绳缠索绑，紧紧缚住，献于曹操。不过，我们若翻阅相关史料，会发现事实其实是略有出入的。
《三国志》是如下记载的“太祖(曹操)堑围之三月，上下离心，其将侯成、宋宪、魏续缚陈宫，将其众降。布与其麾下登白门楼。兵围急，乃下降”，翻开《后汉书》，说法大致也是如此。也就是说，曹操数月围城，吕布阵营里，确实发生了分化，只是，宋宪、魏续等人绑架的，并非吕布，而是陈宫、高顺。至于吕布，眼瞧着形势不对，是主动开城投降的。
缘何吕布要主动投降?其实，依当时的处境，兵败被俘只是迟早的事，摆在吕布面前的，倒也有两套方案。A方案，可以血战一番，表个气节，然后寻下城破时机，佯装气短，就势倒下，顺利被捕。至于B方案，就是索性打开城门，一个叩头认错，活路恐怕还是有的。选择A方案，其实风险颇大，刀剑本是无眼，倘若曹军的临时工们，一心寻着贪个功劳，非要以命相搏，自己一个闪失，为飞来流矢击中，岂不白白丢了性命。吕布寻思再三，心忖曹操正是广纳天下英雄之际，还是B方案来得稳妥。只是大门洞开，磕头跪拜，姿势难免不堪，即便留了性命，可此前积累的万人敌的名头，恐怕要碎了一地。于是，吕布寻思着要立这个牌坊，还得演一场苦情戏。
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这场戏如何演，《后汉书》是这样记载的“兵围之急，令左右取其首诣操。左右不忍，乃下降”。也就是说，吕布喊来了一干心腹，仰天噙了一把眼泪道“兄弟们啊，出来混，迟早都是要还的，你们跟了我这么多年，也没捞着什么好处，如今曹阿瞒那边逼得紧，跑路估计也指不上了。要不，你们掂量一把我这人头值多少钱，拿到曹操那里，估计也能捞个一官半职吧。”人心都是肉长的，眼瞧着征战多年的带头大哥如此发话，一干小弟们自然泪流满面，连呼使不得，吕布瞧着群众演员们都已入戏，顺势叹了一口气道“兄弟们的心思，大哥怎能不懂，这样吧，折个中，你们寻条绳索，把我绑了吧”。
其实，此番戏路，吕布原也是轻车熟路。《英雄记》有这样一段记载，讲的是吕布反戈董卓，无奈智短，反被西凉余部郭汜、李傕通缉，只得投奔好友张杨。当时郭、李势大，张杨左右为难，有所动摇。吕布得悉情况，连夜叩响了老朋友的房门，看门见山道“张扬啊，我们也算兄弟一场，我这条命，就是兄弟你的。如今郭、李小人逼迫事急，我看，你不如绑了交予他，也好做个人情啊”。张杨望着一脸苦情的吕布，自然伤感了，正色道“兄弟你多虑了，我张某人的为人你还不知吗?”(“布闻之，谓杨曰布，卿州里也。卿杀布，于卿弱。不如卖布，可极得汜、傕爵宠。杨于是外许汜、傕，内实保护布”)
虽说前番，张杨倒也有话语权的，自然受了庇护，可此番只身入曹营，脸色自然是看别人的。吕布一声感叹，抵抗是没有活路的，苦情戏还是得这般演，情感的酝酿，终会水到渠成。就这般，在肃杀的气氛下(兴许还刚下了一场雨)，一群红了眼圈的将士们，推着吕布，缓缓走向曹军。见到这等架势，曹操似乎也被感染了，就在此时，押解队伍齐刷刷跪下。吕布抬眼微看曹操眼色，似乎闪烁泪光，心中一喜，看来，这脑袋算是保住了。舒了一口气的吕布，心情倒也不再紧张，一个卖萌道“将军，你这绳子绑得人家气喘，别太急嘛，缓缓啊”(“缚太急，小缓之”)。卖萌撒娇，应该是活跃了气氛的灵丹妙药，曹操坏笑地抚摸着吕布的头，道，“不把你整难受了，我能过瘾吗?”(“缚虎不得不急也。”)说是如此，但曹操倒也呼唤左右，稍解绳缚(“乃令缓布缚”《后汉书》)。