兴平二年（195年）冬天，汉献帝在曹阳被
李傕等人追逼，
沮授劝说袁绍：“将军世代担任朝廷宰相，历代以忠义辅助国家。现在天子四处流离，宗庙被破坏，但观察各州郡，虽然外表打着义兵的招牌，内心实际打对方的主意，就没有忧虑关注国家为百姓着想的意思。而且冀州城大体平定，军队强大，士人归附，去西边迎接皇上，将邺县作为皇宫，挟制天子而号令诸侯，畜养兵马来讨伐不向王庭朝拜的人，有谁能够抵御呢？”袁绍准备听从沮授的计策。淳于琼和
郭图阻止说：“汉朝王室衰败，为时很久了。现在想振兴王室，不也太难了吗？再说，英雄同时兴起，各自占领州郡，联合聚集徒众，动辄有上万人，这正像秦朝失去帝位，先得到的人成为天子。现在接来天子，动不动就要上书奏闻皇上，服从则权力太小，不服从则违抗皇命，这不是一种好办法。”沮授说：“现在接来天子，在道义上是合理的，在时机上是合宜的。如果不早决定，必定有其他人先去迎接。权变不可失去时机，成功不可嫌其快速，希望您考虑。”汉献帝的登基本来不合袁绍的意愿，所以袁绍没有采纳。
建安四年（199年），沮授谏阻与曹操决战，违背袁绍的心意，
郭图等进谗说：“沮授监管内外，威权震动三军，如果他逐渐强盛，用什么办法控制他呢？臣下与君主权力一样，国家就灭亡，这是《黄石》书中所忌讳的。再说，统率外面军队的人，不宜参预内政。”袁绍于是将沮授统管的职权分为三个都督，让沮授和郭图、淳于琼每人主管一军，但未来得及实行。
建安五年（200年）二月，袁绍遣淳于琼与
颜良、郭图攻东郡太守
刘延于白马。四月，曹操救援刘延，轻兵向白马，颜良逆战，被曹操军斩杀。
同年十月，袁绍使淳于琼等五人率兵万余，押运粮车，沮授建议派出
蒋奇在其外围，防止曹操钞掠，袁绍没有听从。淳于琼宿乌巢，在袁绍营北四十里。
正当官渡之战处于对峙之际，袁绍谋士
许攸因家人犯法被捕而投靠曹操，称袁绍遣淳于琼等人率一万余士兵迎运粮，将领骄恣，士兵懈怠，可以攻击。曹操部下众人都怀疑，唯独
荀攸、
贾诩劝曹操听从。
曹操留下
曹洪、荀攸防守大营，亲自率领五千名步骑兵出击。军队一律用袁军的旗号，兵士嘴里衔着小木棍，把马嘴绑上，以防发出声音，夜里从小道出营，每人抱一捆柴草。经过的路上遇到有人盘问，就回答说：“袁公恐怕曹操袭击后方辎重，派兵去加强守备。”听的人信以为真，全都毫无戒备。到达乌巢后，围住袁军辎重，四面放火，袁军营中大乱。正在这时，天已渐亮，淳于琼等看到曹军兵少，就在营外摆开阵势，曹操进军猛击，淳于琼等抵挡不住，退守营寨，于是曹军开始进攻。
袁绍听到曹操袭击淳于琼的消息，派轻兵去援救淳于琼，而派重兵进攻曹军大营。袁绍增援的骑兵到达乌巢，曹操左右有人说：“敌人的骑兵逐渐靠近，请分兵抵抗。”曹操怒喝道：“敌人到了背后，再来报告！”曹军士兵都拼死作战，于是大破袁军，斩领将
眭元进、
韩莒子、
吕威璜、
赵叡等首级，割下淳于琼的鼻，杀士卒千余人，将他们所有鼻割下，连同牛、马的舌头一同送往袁军，袁军将士大惊。此战，曹军还烧掉袁军全部存粮。
根据《
曹瞒传》记载，淳于琼被曹军俘获，被带到曹操面前。曹操问淳于琼说：“你今天弄成这样，是什么源故？”淳于琼答：“胜负乃天所控制的，问我干什么？”曹操想要留下淳于琼性命，许攸劝谏说：“以后他照镜子（看到自己的鼻子被割了），不会忘记今天的（耻辱和仇恨）。”听完，曹操同意杀淳于琼。
王夫之：“与绍之恣睢河北唯意欲为而莫制者，难易之势，相悬绝也。苟不恤其名，而唯利是图，则淳于琼之言，安知其不长于荀彧哉？假令衣带诏行，曹操授首于董承、伏完、金祎之手，则授、彧之谋，岂不适为琼笑？而非然也，出天子于棘篱饥困之中，犹得奉宗庙者二十余年，不但以折群雄之僭，即忠义之士，怀愤欲起，而人情之去就，尚且疑且信而不决于从也。琼之情唯利是图，受天下之恶名而不恤，绍是之从，欲不亡也，得乎？”
在小说《三国演义》中，淳于琼本为汉右军校尉，后为袁绍部将。官渡之战，淳于琼督领二万人马守
乌巢，整日酗酒无备。曹操率军偷袭，淳于琼醉卧而不能迎敌，战败被擒，粮谷被烧，曹操命割去其耳鼻手指，缚于马上放回。
袁绍怒而斩之。