Viên Đàm là con trai cả của Viên Thiệu. Ông có hai người em trai đã trưởng thành là Viên Hy và Viên Thượng. Vì Viên Thượng có dung mạo đẹp đẽ giống cha, nên được Viên Thiệu rất yêu quý hơn các anh[1].

Khi Viên Thiệu tranh chấp Hà Bắc với Công Tôn Toản, Công Tôn Toản sai thủ hạ là Điền Khải làm thứ sử Thanh châu, Viên Thiệu cũng phong Viên Đàm làm thứ sử Thanh châu. Ông cùng Điền Khải ác chiến trong nhiều năm bất phân thằng bại. Năm 199, Viên Thiệu diệt Công Tôn Toản, sau đó Điền Khải cũng bị tiêu diệt, Viên Thiệu mở rộng thế lực ra 4 châu Hà Bắc, đã trao Thanh châu cho Viên Đàm trấn thủ.

Đầu năm 200, Viên Thiệu mang quân đi nam tiến đánh Tào Tháo đang nắm vua Hán Hiến Đế ở Hứa Xương. Hai bên tập trung binh lực lần lượt đụng độ ở Bạch Mã, Diên Tân và Quan Độ trong nhiều tháng. Các sử gia cho rằng việc Viên Thiệu có nhiều binh lực trong tay mà chỉ chú tâm vào Quan Độ là sai lầm khi không điều Viên Đàm, Cao Cán chia đường khác đánh vào hậu phương họ Tào ở Hứa Xương, Lạc Dương[2]. Cuối năm đó, Viên Thiệu đại bại ở Quan Độ, rút qua sông về bắc, nghỉ lại trong quân doanh của viên bộ tướng dưới quyền Viên Đàm là Tưởng Nghĩa Cừ.