當下，喚來麾下最忠心、行事最縝密的兩個頭領，命二人扮作行商，帶著寥寥數名親信，懷揣降書與黑山軍的戶籍兵冊，星夜從小路潛出黑山。
為避人耳目，使者一行捨棄寬敞驛道，專挑太行山南麓的荒僻小徑穿行，繞開趙劍掌控司隸邊境，也避開袁紹在冀州的哨卡，一路晝伏夜行，歷經十餘日艱險，終於抵達許都。
曹操得知張燕率眾來降，心中大喜過望。
黑山軍雖遭馬超重創，元氣大傷，可餘部仍有近三萬可戰之兵，加之十萬老弱家眷，皆是寶貴的人口與兵源。
更重要的是，黑山軍雖已殘破，但其象徵意義遠勝兵卒人口。
張燕縱橫太行多年，如今窮途末路之際，不投勢大的趙劍，不投宿敵袁紹，反倒主動來歸朝廷、歸順自己，這本身就是一面旗幟。
天下有些諸侯、有些勢力在觀望著，人心向背，張燕來降，等於向外昭告：曹操奉天子、安天下，方是正道歸宿。
這不僅是多了數萬部眾，更坐實了他深得人心、足以號令天下的聲望，讓四方之士看到，投奔他曹操方有生路、有前程。
如此一來，日後必有更多勢力效仿來投，其政治聲勢，遠勝一場勝仗。
曹操當即召見黑山使者，言辭懇切地應允接納，當場許諾保黑山全軍老小周全，待其抵達兗州後，再論功行賞、妥善安置。
曹操厚待張燕使者，安排其暫居館驛，之後，火速著手部署接應與佈防事宜。
曹操擔心張燕此行必然會驚動趙劍和袁紹，兩方皆有可能在黑山軍出黑山、入兗州的途中設伏突襲。
為此，他定下三重部署，步步為營，確保萬無一失。
先是前路斥候探路，清空隱患。
曹操令東郡太守夏侯惇，抽調麾下精銳輕騎，分為數十支小隊，喬裝打扮後，以黑山至東郡的必經之路為核心，提前十日沿路排查，清除趙劍或袁紹的斥侯。
斥候隊每十里設一聯絡點，遇有敵情即刻快馬傳信，為黑山軍開闢一條絕對安全的通道。
再者中軍接應，分段護送。
命大將曹洪率五千步騎，悄悄進駐東郡與黑山交界的邊境隘口，按兵不動，只待張燕大軍行至半途，便率部從中路接應。
同時，另派一支輕騎繞至黑山東側隱藏，一旦冀州方向有動靜，就襲擾冀州邊境，牽制袁紹部眾的注意力。
最後是後路設防，嚴防追兵。
曹操在東郡治所濮陽，調集糧草輜重，在城外搭建臨時營寨，備好醫藥品、衣物與糧食，以備黑山軍抵達後安置；
又派出兩千精兵，駐守黑山南麓的出口要道，若趙劍或袁紹追兵趕來，可依託地形阻擊，護住黑山軍後路，直至全軍安全進入兗州地界。
建安元年（196年）十一月，張燕率十萬多部眾投奔曹操。
長安的趙劍，鄴城的袁紹雖然得到了訊息，但兩方都沒有有所動作，讓張燕很是順利的進入了兗州。
至此，縱橫太行多年的黑山軍，終在窮途末路之際，完成了舉部投曹的壯舉。
而曹操不動一兵一卒，便收納十萬部眾，壯大了自身實力，在亂世爭霸的棋局中，又添了一枚關鍵棋子。
