写出了十余万言的军事著作。《隋书·经籍志》对曹操的军事著作作了下列记述：
《孙子兵法》二卷，吴将孙武撰，魏武帝注。梁三卷。
《孙子兵法》一卷，魏武、王凌集解。
《续孙子兵法》二卷，魏武帝撰。
《太公阴谋》一卷，梁六卷。梁又有《太公阴谋》三卷，魏武帝解。《兵书接要》十卷，魏武帝撰。
《兵书接要》三卷，魏武帝撰。
《兵书略要》九卷，魏武帝撰。梁有《兵要》二卷。
《魏武帝兵法》一卷。
此外，顾櫰三《补后汉书艺文志》卷八、侯康《补三国艺文志》卷四及姚振宗《三国艺文志》卷三均著录有《司马法注》，姚志还著录有魏武帝《兵书》十三卷。严可均《全三国文》又著有《兵法》，仅剩残文：“太白已出高，贼深入境，可击必胜。去勿追，虽见其利，必有后害。”疑原来也是一部独立的著作。另有《兵书要略》，当即《兵书略要》，也只剩下残句：“衔枚无哗，唯令之从。”总计其著作共达十余种之多。可惜的是，这些著作大都已经亡佚，除《兵法》《兵书要略》尚留有残文外，保留至今的最为完整的著作是《孙子注》。
《孙子》即《孙子兵法》，是我国现存最早的兵书，也是世界上最早的兵书，在中外军事学术史上占据着极为重要的地位，历来被誉为“兵学圣典”，宋代人编《武经七书》，置于首位。著者孙武，春秋末齐人，与儒家创始人孔子大约生活于同一时代。孙武带着《兵法》十三篇去见吴王阖庐，吴王想试一试他的实际指挥才能，于是命他操练宫女。孙武将一百八十名宫女编为两队，以吴王的两个宠姬分任队长。操练时宫女们哄笑不止，孙武依法杀了两个队长，于是队伍整肃，收到了预期的训练效果。吴王知道他善于用兵，终于用他为将。后与伍子胥共谋伐楚，五战五胜，一度攻下楚国的国都郢（今湖北江陵北），北面对齐国、晋国造成强大威胁，南面使越人臣服，吴王于是显名诸侯。孙武除著有《兵法》十三篇外，还写有其他论述政治和军事的文章，经过战国、西汉的长期辗转传授，到东汉时班固在《汉书·艺文志》中作了“《孙子兵法》八十二篇、图九卷”的记录。曹操对《孙子兵法》极为推崇，认为它周密地制定作战计划和慎重地采取军事行动，其内容在他所读过的众多兵书中要算是最为深刻的。但他认为人们还没有对它作过深刻透彻的注释解说，况且文字繁多，流行于世的篇章失去了原作的精神实质，因此他决定对它进行删定和注解。曹操取其精粹，还原了《十三篇》的体例，成为我国古代对《孙子》进行系统整理和注解的第一人，对后来的众多注家和日益广泛深入的《孙子》研究产生了深远的影响。
曹操在为《孙子》作注时写了一篇序言，其文云：
操闻上古有弧矢之利，《论语》曰“足兵”，《尚书》八政曰“师”，《易》曰“师贞丈人吉”，《诗》曰“王赫斯怒，爰整其旅”，黄帝、汤、武咸用干戚以济世也。《司马法》曰：“人故杀人，杀之可也。”恃武者灭，恃文者亡，夫差、偃王是也。圣人之用兵，戢而时动，不得已而用之。吾观兵书战策多矣，孙武所著深矣。孙子者，齐人也，名武，为吴王阖闾作《兵法》一十三篇，试之妇人，卒以为将，西破强楚入郢，北威齐、晋。后百岁余有孙膑，是武之后也。审计重举，明画深图，不可相诬。而但世人未之深亮训说，况文烦富，行于世者，失其旨要，故撰为略解焉。
除对孙武的生平作了简略介绍、对《孙子》作了简要评价和对自己整理注释《孙子》的目的作了说明外，还大量引用古人言论，阐述了自己对武装力量和如何运用武装力量等问题的看法。首先，曹操认为必须要有一支足够的武装力量。单靠武力不行，但只讲仁义也不行，两者都会导致亡国，并认为吴王夫差打败越国后，只知依恃武力，向北与齐、晋争强，不注意修明政治，结果为越王所灭；而周代的徐偃王只知推行“仁义”，却不知整顿武备，结果被楚文王所灭，就是两个典型的例子。其次，曹操认为有了足够的武装力量，但却不能滥用，出兵必须是正义的，出兵正义，主帅就吉利，就能取得战争的胜利，就像周文王得知密国兴兵侵略阮国，这才赫然震怒，于是整顿军队去对密国加以讨伐一样。用兵必须是为了拯救社会，轩辕黄帝、商汤王、周武王的用兵就是如此。因此，圣人用兵，平时只是作为准备，必要时才予以动用，也就是不得已而用兵。曹操的这些思想，已经不仅仅是谈军事问题，而且还涉及了军事与政治、经济及国家与人民利益的关系问题。战争是政治的继续，战争是为政治服务的一种手段，一定的军事思想总是从属于一定的政治思想，杰出的军事家往往同时又是政治家。曹操在这里所表明的，证明了他作为一个军事家和政治家所具有的素质。《孙子·计篇》一开头就说：“兵者，国之大事，死生之地，存亡之道，不可不察也。故经之以五事，校之以计而索其情：一曰道，二曰天，三曰地，四曰将，五曰法。”认为战争是国家的大事，关系到人民的生死，国家的存亡；认为决定战争胜败的基本
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