界桥之战与整个汉末三国时期的诸多场大战相比，可以说是一场并不引人注意的战役，双方的损失都不大；但是从此战起双方开始了争夺河北的决战，凭借这一战，奠定了袁绍击败公孙瓒，在黄河以北完成部分统一的基础。同时这一战也是一场精彩的步骑对决，参战的双方可以说是东汉末期汉政府军最有战斗力的一支骑兵和一支步兵。本次会会战的直接触发原因在于公孙瓒出兵界桥，切换了袁绍在广宗驻军与大本营邺城地区的联系，为了重新取得对广宗附近地区的控制，袁绍决定出兵迎战，双方在界桥以南20里（汉里）展开会战。战场就在今河北威县以东老沙河畔。从战略上讲，袁绍是被迫应战的，在其出兵之前，冀州大部已经被迫归附公孙瓒，而且公孙瓒成功的切断了广川与袁绍势力大本营的联系如果袁绍不迅速进兵取胜的话，公孙瓒可以顺利的将前线压到袁绍势力的大本营——邺城。
值得注意的是：记载中没有任意一方渡水作战的描写，相反，会战是在界桥南边20里出开始，最后袁军追击时才到桥上，也就是说双方的主要战斗完全是在平原上进行的，不存在某些现代人所设想的隔河对峙或者“半渡击之”的情况。
双方的临战布局史书中的记载很明确：
公孙瓒以三万步兵列方阵作为核心，左右各以五千骑兵掩护两翼，这基本可以看做是汉军的标准战术展开，这一战术也是战国以来步兵战术的延续，以主力步兵在中心列阵，以机动兵力掩护步兵主力方阵两翼（瓒步兵三万馀人为方陈，骑为两翼，左右各五千馀匹），同时，其精锐——白马义从也分为左右两校（白马义从为中坚，亦分作两校，左射右，右射左），从这里我们能看出作为白马义从的核心精锐主要采取的是轻骑兵战术，这一点是很容易理解的，公孙瓒主要是在东北与草原民族作战，其战术不可能不受到草原民族的影响；同时公孙瓒的骑兵中也与不少人员是来自于草原民族（瓒每与虏战，常乘白马，追不虚发，数获戎捷，虏相告云“当避白马”。因虏所忌，简其白马数千匹，选骑射之士，号为白马义从；一曰胡夷健者常乘白马，瓒有健骑数千，多乘白马，故以号焉）。
袁绍军的布局的记述上没有关于骑兵的记载可以退推断，此时袁军是缺少骑兵，以步兵为主力兵力数万，而且少于公孙瓒军。面对公孙瓒占绝对优势的骑兵部队，袁绍让久在西凉与骑兵作战的鞠义作为前敌指挥。（绍令麹义以八百兵为先登，强弩千张夹承之，绍自以步兵数万结陈于后。义久在凉州，晓习羌斗，兵皆骁锐。瓒见其兵少，便放骑欲陵蹈之。）从这一段可以看出，鞠义的“先登”阵型是前出于主力军阵之外的（以八百人维持盾牌的阵型，又在阵型之中隐藏了一千强弩兵），两者之间距离不大；先登兵是鞠义亲自训练并从西凉前线带回的精锐步兵，拥有着丰富的与骑兵对阵的经验。先登军阵先期主要的两种武器是强弩和大盾，可以看出这是汉军步兵在面对骑兵冲击时排出的“圆阵”所用兵器，（义兵皆伏楯下不动，未至数十步，乃同时俱起，扬尘大叫，直前冲突，强弩雷发，所中必倒，）这里的记述有些细节要注意，第一鞠义士兵都藏身于大盾后面，第二公孙瓒觉得对方兵少，放骑欲陵踏，第三公孙瓒的骑兵直接是面对先登冲击的。
根据上面的细节，我们得到这样一个结论，先登的不是传统的步兵反骑兵圆阵布阵而是以弧线布置，在袁绍军主力之前，掩护主力免受公孙瓒骑兵的直接冲击，同时隐藏了主力的实力，让公孙瓒觉得袁军兵力少到只要出动骑兵就可以击败了；公孙瓒部先锋严纲阵亡，而没有记载其他将领阵亡，说明主力步兵可能没有发动进攻（临陈斩瓒所署冀州刺史严纲甲首千馀级。）。同时在战后的两个细节也可以让我们知道为什么公孙瓒不清楚袁绍的兵力——公孙瓒战败后部归营直接撤军，袁绍未及准备，险些被公孙瓒骑兵擒获，袁绍是主动向公孙瓒进攻先于对手完成布阵，公孙瓒被迫出战迎敌，来不及侦知袁绍军的具体情况。（瓒军败绩，步骑奔走，不复还营。义追至界桥；瓒殿兵还战桥上，义复破之，遂到瓒营，拔其牙门，营中馀众皆复散走。绍在后，未到桥十数里，下马发鞍，见瓒已破，不为设备，惟帐下强弩数十张，大戟士百馀人自随。瓒部迸骑二千馀匹卒至，便围绍数重，弓矢雨下）
先登阵型以宽正面防御阵型展开，袁绍的主力步兵可以在后面以进攻用的纵队来布置，这样可以用少的兵力形成对大单位正面隐藏的效果；仓促布阵的公孙瓒只能看到先登的弧形阵型，以为袁绍不但兵力少，而且步兵还没来得及布置成反骑兵圆阵，那么，公孙瓒最佳的选择局势骑兵以快速进攻，在袁绍军阵型彻底成性型前击败袁绍来军。可以推测鞠义布置的目的也正是先引诱对方骑兵进入强弩的有效射程内，以造成对其骑兵的大量杀伤，骑兵在后撤时，则会扰动对方主力步兵这也是本方进行反击的时机了。
这样我们可以还原两军在此战中的行动了。
两军完成布阵后，公孙瓒让两翼骑兵先发动攻击，立刻遭到隐藏在先登阵型中一千强弩兵的集中射击，导致进攻失利，鞠义立刻展开反冲击，阵斩包括先锋严纲在内的一千名左右的的公孙瓒军，公孙瓒只得后撤，并放弃了先前的营寨；袁绍军主力进行了追击，袁绍亲自带领精锐卫队追击过于深入，遭到了对方两千余骑兵围攻，由于抵抗有力，同时对方也不知道是袁绍在其中，没有战义（只以弓箭攻击，没有直接进攻），随后鞠义统领的主力前来救援，袁绍才安全（强弩乃乱发，多所杀伤。瓒骑不知是绍，亦稍引却；会麹义来迎，乃散去）。
此战公孙瓒在先锋受到打击后主动撤离战场，双方损失都不大——之后双方还有足够实力进行几次更大规模的会战。此战袁绍主要是在战略层取胜了，初战的取胜让公孙瓒了解到此次已经无法安全的控制冀州地区。