公孙瓒很快又攻破了居庸城，活捉刘虞及其妻子儿女。此时董卓已死，献帝派使者段训给刘虞增加封地，令其督统六州，升迁公孙瓒为前将军，封易侯。公孙瓒诬陷刘虞与袁绍谋反称帝，胁迫段训斩刘虞及其妻子儿女于蓟市。刘虞为人品德高尚，出身皇族，在士族中影响很大，其任幽州牧后政绩卓著，对内追求宽政，发展经济，安抚百姓，赢得了治下民众的广泛支持；对外执行怀柔的民族政策，深得少数民族民众的爱戴。
据《英雄记》记载，“虞之见杀，故常山相孙瑾、掾张逸、张瓒等忠义愤发，相与就虞，骂瓒极口，然后同死。”可见，刘虞的死使得士族阶层、普通百姓和边疆少数民族三股实力对公孙瓒产生了极大的不满。加之，公孙瓒得到整个幽州之后，日益骄矜，不恤百姓，记过善忘，睚眦必报，促使当地的这三股势力形成合流，对其发起报复。
195年（汉献帝兴平二年），刘虞的从事渔阳鲜于辅、齐周、骑督尉鲜于银等率幽州兵马欲为刘虞报仇，因燕国（今北京大兴）阎柔素有恩义，便推举阎柔为乌丸司马。阎柔招集鲜卑、乌丸等诸部兵马，共得汉兵、胡兵数万人，与公孙瓒所置渔阳太守邹丹战于潞河（今朝白河）之北，大败公孙瓒军，并斩杀邹丹。
坐镇冀州的袁绍敏锐地发现了幽州内部的激烈矛盾，便派遣刘虞之子刘和与麴义率兵，联合乌桓与鲜卑诸部，南北夹击公孙瓒集团。公孙瓒屡战屡败，只得逃回易京（故址在今河北雄县西北）。公孙瓒感觉到自己在幽州的统治已然松动，更没有能力吃掉袁绍集团，故而决定转为守势，临易河挖十余重战壕，又在战壕内堆筑高达五六丈的土丘，丘上又筑有营垒。堑壕中央的土丘最高，达十余丈，公孙瓒自居其中，又囤积粮谷三百万斛。此后，公孙瓒日益疏远宾客，渐渐地身边一个亲信也没有了。
建安三年（198年），袁绍传书给公孙瓒，想与其释和，公孙瓒却没有答复，反而增强了守备。袁绍于是大兴兵马攻打公孙瓒。此时，公孙瓒又犯了第二个严重的错误——丧失军心。《英雄记》记载，一次公孙瓒有别将为敌所围，公孙瓒不肯相救，并说：“救一人，使后将恃救不力战；今不救此，后将当念在自勉。”
《孙子兵法·九地篇》讲到：“投之亡地然后存，陷之死地然后生。”西汉名将韩信应用这一理论，背水结阵、奇正并用，以三万乌合之众大破赵军二十万，获得了“井陉之战”的胜利，演绎了古代军事史上以少胜多的传奇。“井陉之战”中，韩信始终是同将士们在一起直面生死的，正是将领无畏舍身的精神激励了全军的斗志，从而爆发出惊人的战斗力，这才是孙子“置死地而后生”的本意；
而公孙瓒则是把军士放在绝地而自己置身事外、无动于衷，这样怎么能够让人信服，谁又肯为这样的将军去浴血奋战呢？果然，这一举动丧失了士兵对公孙瓒最后的信任。等到袁绍来攻时，公孙瓒南界的别营守军感觉难以抵挡，而又想到公孙瓒必不肯相救，军士无人死战，众人或降或逃。南界守军的迅速瓦解，使得袁绍军直接攻到了易京，并围困该城。
不过，此前精心构筑的易京城防还是延缓了袁绍的进攻，公孙瓒趁机派他的儿子公孙续向黑山（今河南浚县西北）军求救，又想亲自率兵冲出重围，占据西南山，仰仗黑山军的援助，切断袁绍军的后路，以解易京之围。