Với Viên Thiệu

Năm 191, liên minh đánh Đổng Trác tan rã, chia bè đánh lẫn nhau. Viên Thiệu khi đó là Thái thú Bột Hải (thuộc Ký châu) muốn đoạt toàn bộ Ký châu của Châu mục Hàn Phức, nghe theo lời mưu sĩ Phùng Kỷ bèn viết thư mời Công Tôn Toản cùng đánh Ký châu, nhân đó sẽ dọa Hàn Phức phải cầu viện mình.

Công Tôn Toản được thư, bèn nhân danh Đổng Trác mang quân tới Ký châu đánh Hàn Phức (vì Phức đã tham gia liên minh với Viên Thiệu[8]). Hàn Phức không chống nổi quân Công Tôn Toản, phải đóng cửa thành cố thủ. Viên Thiệu nhân đó sai cháu là Cao Cán và mưu sĩ Tuân Thần đến du thuyết Hàn Phức, khuyên nên nhường Ký châu cho Viên Thiệu, nếu không họ Viên sẽ liên minh với Công Tôn Toản lấy Ký châu.

Quả nhiên Hàn Phức sợ và đồng ý giao lại Ký châu cho Viên Thiệu. Viên Thiệu bèn lấy cả Ký châu không chia cho ông. Từ đó Công Tôn Toản mang thù với Viên Thiệu.

Với Lưu Ngu

U châu tiếp giáp với bộ lạc Ô Hoàn, bộ lạc này thường xuyên quấy nhiễu biên giới nhà Hán nhiều năm trước. Trong khi Châu mục U châu là Lưu Ngu (hoàng thân nhà Hán) chủ trương dùng chính sách khoan hòa để vỗ về người Ô Hoàn thì Công Tôn Toản (dưới quyền Lưu Ngu) chủ trương đánh dẹp. Hai người bất đồng ý kiến, từ đó nảy sinh mâu thuẫn. Khi Lưu Ngu sai người tới Quan Tây ban thưởng cho một số bộ lạc trung thành thì ông mang quân ra chặn đường cướp hết, khiến chính sách vỗ về các bộ tộc thiểu số của Lưu Ngu không thực hiện được.[9]

Năm 191, Đổng Trác bị các chư hầu theo Viên Thiệu đánh bại, bèn đốt bỏ kinh thành Lạc Dương, cưỡng bức vua Hán Hiến Đế cùng dân chúng chạy sang Trường An. Lúc đó con trai Lưu Ngu là Lưu Hòa đang làm Thị trung bên cạnh Hán Hiến Đế, vua Hiến Đế muốn quay trở về đông đô Lạc Dương, sai Lưu Hòa trốn khỏi Trường An, định tìm đến U châu gọi Lưu Ngu về hộ giá.

Nhưng Lưu Hòa ra khỏi Quan Trung tới Nam Dương thì bị sứ quân Viên Thuật - một chư hầu chống Đổng Trác - giữ lại để điều kiện Lưu Ngu phải điều quân giúp Viên Thuật cùng đánh Đổng Trác. Lưu Ngu bèn lệnh điều vài ngàn kị binh tới chỗ Lưu Hòa.

Công Tôn Toản biết Viên Thuật có ý đồ mượn quân U châu xây lực lượng riêng, bèn can ngăn Lưu Ngu không nên phát binh cho Viên Thuật, nhưng Lưu Ngu không nghe. Công Tôn Toản sợ Viên Thuật biết việc này sẽ oán mình nên cũng phái em họ là Công Tôn Việt mang 1000 kị binh tới chỗ Viên Thuật ở Nam Dương, đồng thời lại ngầm xui Thuật tước binh quyền của Lưu Hòa. Viên Thuật nghe theo, liền giữ bắt giữ Lưu Hòa và đoạt quân.

Lưu Hòa trốn thoát khỏi chỗ Viên Thuật, nhưng lên tới Ký châu thuộc Hà Bắc (chưa tới U châu) thì lại bị Viên Thiệu bắt giữ. Sau Lưu Hòa trở về U châu kể lại sự việc cho Lưu Ngu, vì thế mâu thuẫn giữa Lưu Ngu và Công Tôn Toản ngày càng sâu sắc.