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。
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。
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。
十五年，吕布为陈宫所惑，与刘备联兵寇关中。操遣勋使布，说布绝备，许以凉州封布，布虽允，却羁押勋，要操以粮秣。勋乘间潜结布将杨岳、姜叙等，使疏陈宫，并说布引兵向西域。
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。
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。
曹操方围管亥于济北，遇勋，勋乃说操曰：“将军前在东郡，劈面之敌唯董卓余孽耳，且袁氏兄弟相争，冀州以将军保其侧，将军与冀州正相犄角也，是虽无盘石之安，亦无睫瞬之祸。今既得兖州，其地前被黄巾，城邑残破，士庶离散，将军之卒未几于曩时，而遽得此土，斯为众矢之的也，且冀州岂不虑将军势大难制耶？倘袁术发兵入兖，冀州能为援否？而西有李、郭汜，东有徐方胜兵，屈于四战之地，窃觉得将军之势，可谓日薄西山矣。然否极而泰来，危深或可安。夫黄巾之乱，乃在豪强兼并，百姓失田，故不得不揭竿而起，成朋分豆剖之势。将军诚能从勋计，赦亥等极刑，纳其部众，授土屯田，则一日之间可得户三十万，胜兵十万，兖土亦安。陶牧垂老迈矣，所虑者唯保其子继嗣徐州耳，若将军遣使联盟，贷良种、耕牛于徐州，必无不从之理。则将军内抚黄巾，外结徐方，一二岁中，兵乃微弱，可南取豫州以讨袁术，西进河南规复故都，逐鹿天下，合法时也。”