中常侍段珪等人得知何进的部署后，决定先下手为强。他们假传太后的诏令，召何进入宫商议要事。何进不知是计，刚一入宫，便被段珪等人杀害，一时间，宫中大乱。

袁绍得知何进被杀的消息后，怒不可遏。此时，袁术也率领虎贲军赶到，他们放火烧了南宫嘉德殿的青琐门，想要逼段珪等人出来。段珪等人却躲在宫中，拒不露面，还劫持了皇帝和皇帝的弟弟陈留王，逃往小平津。

袁绍见状，立刻斩杀了宦官所任命的司隶校尉许相，以表明自己与宦官势不两立的决心。随后，他亲自率领士兵，在洛阳城中展开了对宦官的大搜捕。无论是年长的宦官，还是年幼的宦官，无一幸免，全部被袁绍的士兵斩杀。这场搜捕行动极为惨烈，有些男子因为没有胡须，被误当成宦官杀害。甚至有些人不得不脱下衣服，露出身体，证明自己不是宦官，才得以逃过一劫。更有一些平日里行善自守的宦官，也惨遭杀害，可见这场杀戮之滥。此次行动中，被杀的宦官多达二千余人。

袁绍一边派人继续追捕段珪等人，一边设法寻找皇帝的下落。最终，段珪等人走投无路，纷纷投河自尽，皇帝这才得以平安回宫。

皇帝回宫后，董卓也率领大军抵达了洛阳。董卓手握重兵，野心勃勃，他想要废掉当前的皇帝，改立陈留王为帝。于是，他把袁绍叫到跟前，商议此事。

董卓毫不掩饰自己的想法，直言道：“当今皇帝年幼昏庸，根本不具备君临天下的能力。相比之下，陈留王更加贤明，我打算立他为帝。”袁绍听后，心中大惊，他深知废立皇帝乃是关乎天下的大事，不能轻易决定。但他表面上并未表露出来，而是委婉地说道：“此乃大事，我需出宫与太傅商议后，再给您答复。”董卓却不屑地说道：“刘氏的后代，已经没有几个能堪当大任的了。”袁绍听出了董卓话语中的轻蔑和狂妄，心中十分愤怒，但他强忍着怒火，没有回应，只是横刀长揖，然后转身离去。

在《献帝春秋》中记载，当时董卓想要废帝，对袁绍说：“皇帝年幼懵懂，实在不是能担当天下之主的料。陈留王比他强多了，我想立陈留王为帝。有些人小时候聪明，长大了却可能变得痴傻，谁又能说得准呢？就像灵帝，想想就让人愤怒！”袁绍反驳道：“汉朝统治天下已经四百多年，对百姓施恩深厚，百姓们也拥戴汉朝已久。如今皇帝虽然年幼，但也没有什么恶行传遍天下。您想要废掉嫡子，改立庶子，恐怕众人不会听从您的建议。”董卓听后，恼羞成怒，骂道：“竖子！天下之事难道不由我决定？我今天就要这么做，谁敢不从？你是不是觉得我董卓的刀不够锋利？”袁绍毫不畏惧，回应道：“天下的豪杰之士，难道只有你董公一人？”说完，便拔出佩刀，横在胸前，长揖而出。

不过，对于这段记载，裴松之认为，当时袁绍与董卓还未彻底交恶，董卓才会与袁绍商议此事。如果仅仅因为意见不合，董卓就骂袁绍为竖子，甚至有杀人之心，而袁绍又如此强硬地回应，董卓怎会轻易容忍，不加以杀害呢？而且袁绍的这番话，进不能彰显正义，退又不符合谦逊之道，还故意显露争强好胜之意，去触犯董卓的锋芒，有志于成就功业的人，怎么会这样做呢？所以，他觉得这段记载太过荒谬。

袁绍离开董卓后，深知自己与董卓已经结下仇怨，留在洛阳必定性命不保。于是，他毅然逃离洛阳，前往冀州避难。

此时，侍中周毖、城门校尉伍琼、议郎何颙等人，都是当时的名士，深受董卓的信任。但他们内心却向着袁绍，于是便劝说董卓：“废立皇帝是一件非常重大的事情，不是一般人能够理解和决定的。袁绍只是一时没能理解您的意图，心中害怕才出逃的，他并没有其他的心思。如今如果对他追捕太急，反而可能会逼他造反。袁氏家族四代人都广施恩泽，他们的门生故吏遍布天下。如果袁绍趁机招揽豪杰，聚集徒众，到时候各路英雄响应，那么山东之地可就不再是您能掌控的了。不如赦免袁绍的罪过，封他一个郡守之职。这样一来，袁绍会因为免罪而感到欣喜，自然也就不会有什么后患了。”董卓听后，觉得他们说得有道理，于是便封袁绍为渤海太守，还封他为邟乡侯。