八年，从征幽州，至于柳城。因袁熙兄弟往奔公孙度，操使勋策度襄平县侯，使斩熙、尚以报。功成，乃以幽州新定，留勋为刺史。
是仪以青州不靖，融亦无守境之能，虑异日祸将延己，乃遣子著、纡、峻等及勋南下琅邪，以营其窟。时仪中子宽游学徐方，曹宏、豹兄弟为州吏，与之相善，乃请豹女许勋，为固是氏也。
先是，拓跋部大人诘汾以亲丧，托众于宾部，同败于圜阴，乃疾往谒勋，遣嫡子力微为质。勋以力微雄浑，收为假子，赐名魏。以是服拓跋，许以互市之利，共图匈奴。旋因郑玄殁，去官返许致祭，并请守丧。操许之，使与郑门诸弟子送葬高密，寻征拜司空长史。
高以郭援侵端氏，勋将郡兵及匈奴兵袭太原，破永安。匈奴左谷蠡王潘六奚以尝为勋掳于偃师，深衔恨之，因而叛归署雁门太守郭，与军共围永安。先是，勋客谢徵制火药，勋至河东，乃密建工坊，造火箭车，箭尾以药引火助推，一车可十二箭齐发，射百步，车又饰以凶怪猛兽。至是乃以之御，兵大惊，觉得神异，自相扰乱，勋趁机掩击，会城外援至，乃大破之，诛潘六奚，获郭。勋以呼厨泉束缚不谨，又颇疑彼与去卑故纵奚，乃设想执之，迫其返平阳四县，迁匈奴兵于平周、离石。进据祁县，将兵来攻，时子淮在军中，勋命作书致淮，淮即背叛，军大乱。而勋亦以势众，祁县城小终不能守，乃乘间退兵。旋曹操败袁绍于官渡，亦退。勋返安邑，务农桑、兴政教、劝工商，翦除豪强，收四县所遗匈奴部众，编户齐民，郡中大治。
秋，从操伐袁绍。修仁之战，沮授成擒，勋责以大义，说授降，又献计使董昭伪作授书于授子鹄，书多涂抹，射入邺城中。时审配守邺，刑法严苛，军将多不满，伪书至，人各相疑，城内大乱，冯礼献城南突门以降，配侄审荣擒配，遂克。
操乃拔军返许，拜勋侍中，与夏侯渊将二千骑往督吕布、段煨等进讨李、郭汜。先是，勋为操计授吕布以并州，拮抗袁绍，后更之凉州，为使布远，无可与操相争也。至是，勋宣密诏于布，讽彼扫荡关中诸将。西京旋克，布亦统兵西向，勋以功拜关内侯。于时重开太学，勋建言立石经于许，三岁而成，是为建安石经也。
旋闻汉主还洛阳，勋乃驰返鄄城，劝操“挟天子以令诸侯”。先是，毛说操曰“奉天子以讨不臣”，荀说以“奉主上以从民望”，勋之计虽略同、，然“挟天子”语，实汉魏相代之萌也。操深然勋计，遣曹洪将兵迎汉主；勋亦自请先发往谒以申勤王之意。道逢匈奴左贤王去卑部劫夺民庶，勋使夏侯兰挫其锋，擒左谷蠡王潘六奚为质，据偃师以待去卑。单于於夫罗与去卑并至，将五千骑围之。勋单骑出，面责於夫罗，又诡言曹洪雄师在三十里外，斯须便至。於夫罗惧而请成，还所掳汉民。汉民由勋得活者数千，故中郎蔡邕女琰亦为勋所救。
三年三月，曹嵩卒，曹操与诸曹、夏侯俱赴丧归谯，留勋等守都。将军董承、许耽，议郎吴硕等谋劫汉主，矫诏以讨操，以勋与尚书令荀、御史中丞钟繇为操股肱，议先除之。乱起，耽亲将兵攻勋，勋先有备，聚家人部曲逆之，诛耽。时董承已至德阳殿，要劫汉主，勋率宿卫入宫，与承等交兵殿上，趁机杀之。遂亲执槊柱立殿门，营护汉主，其乱始平。
操奇勋以弱冠而辞吐便给，胸有丘壑，又前与从叔父豹约为婚姻，乃靠近之，欲委以重担。勋以己白身，且素无远名，固辞，但受假佐。寻转济阴郡督邮，辟吴质、卢洪，并荐是仪、太史慈即是操，乃以善识人于微末而称。