在这种局势下，张燕意识到，单凭自己的力量难以在乱世中长久生存。他开始寻求与诸侯结盟的机会。此时，北方的袁绍与公孙瓒正在为争夺冀州展开激烈的战争。冀州地理位置重要，土地肥沃，人口众多，是一块兵家必争之地。
公孙瓒在北方以勇猛善战着称，他拥有一支精锐的骑兵部队，战斗力极强。袁绍则出身名门望族，家族势力庞大，他在冀州经营已久，拥有深厚的根基。张燕经过深思熟虑，决定站在公孙瓒一方。他认为公孙瓒的军事力量能够与袁绍相抗衡，如果公孙瓒能够占据冀州，那么他在北方的地位也将更加稳固。于是，他派遣部将杜长等人率领军队前往协助公孙瓒作战。
然而，袁绍并非轻易能够被击败的对手。他在战争中充分发挥了自己的政治智慧与军事才能。他一方面联合其他诸侯，共同对抗公孙瓒；另一方面，他在冀州内部采取了一系列措施，稳定民心，巩固自己的统治。在与公孙瓒和张燕联军的战斗中，袁绍巧妙地运用战术，他先是利用地形优势，设下埋伏，然后诱使联军深入。公孙瓒和张燕的联军在战斗中陷入了袁绍的圈套，遭受了惨重的失败。张燕的部众在这场战斗中损失惨重，队伍也出现了较大规模的散失。
初平四年，袁绍在稳定了自己在冀州的统治后，开始着手剿灭境内的黑山军。他深知张燕的势力虽然在之前的战斗中有所削弱，但仍然是一个潜在的威胁。他亲自率领大军，对黑山军展开了大规模的围剿行动。袁绍的军队装备精良，训练有素，他们对黑山军的据点进行了逐一攻击。
张燕面临着巨大的压力，但他并没有退缩。他带领着剩余的部队顽强抵抗，与袁绍的军队在常山地区展开了一场激烈的激战。这场战斗持续了十余天，双方都投入了大量的兵力，战斗异常惨烈。战场上，刀光剑影，喊杀震天，鲜血染红了大地。张燕充分发挥自己对当地地形的熟悉优势，他带领部队在山中穿梭，利用山谷、树林等地形进行隐蔽和突袭。但袁绍的军队也不甘示弱，他们步步紧逼，逐渐缩小包围圈。最终，由于双方都难以承受如此巨大的损失，各自选择了撤退。
建安四年，公孙瓒在与袁绍的长期争斗中逐渐处于劣势。他被困在易京城中，苦苦支撑。张燕念及与公孙瓒的旧情