勳與曹操論河東治政得失，乃進興工商策，使罷近途關津，齊截稅率，十取其一，朝廷督察，不使方鎮擅收。操善納之，又以勳前製火箭車，乃使入幕府，參司空軍事，命以監軍器工坊。又屢谘以方麵軍略，勳頗進奇謀，然多密而不載。其所薦魯肅、司馬懿、張既、陸議等，後皆荷方麵之任，時以其識人之能，亞於荀。

六年，曹操進位丞相，以勳為丞相司直，巡刺海、徐，很有所保舉，又於廣陵薦華佗為丞相府醫曹掾。勳舊客吳質薦為廣陽長，以輸鐵器入鮮卑，為校事趙達構陷，勳切身往訟，洗質之冤，又諫操以校事位卑權重，需善簡良吏，不成使太阿倒持。達終以構陷大臣及它枉法共七十三事棄市，人皆稱慶。

“神器至大，有德乃居，漢家澤被，莫敢不從。然前天子歸於雒中，紹鄙勤王之勳；車駕遷乎許縣，反起覬覦之意。其刻剝河北，甸報酬罄，驟做禍亂，淫刑斯逞。罄南山之竹，書罪未窮；決東海之波，流惡難儘。是乃窮奇災於上國，暴於中原，若逞其惡，則三河縱封豕之貪，四海被長蛇之毒，斯百姓殲亡，殆無遺類。

八月，以勳守河東，侍中仍舊。未下車，即誅中郎將範先、郡掾衛固，一郡皆懾服之。時平陽諸縣為南匈奴所居，勳親往說單於呼廚泉，使附操，以撓幷州。又開石炭礦，以石炭易錢，期仲春而郡倉充盈，乃募兵四千，以備袁紹。陳琳為紹草檄以討操，勳作《討袁紹檄》以應，辭曰：

分幷州西為朔州，操以州新立，兼之胡漢間雜，頗難管理，而勳在河東時善撫匈奴，乃署以朔州刺史。初，呼廚泉以部曲五十人贈勳，勳解衣衣之，推食食之，收眾虜心，至是，乃遣返部，扇搖族人，使之歸附朝廷，以圖匈奴王庭，旬月間即得二萬騎。勳檢精騎一萬，命郭淮等編練之，屯兵圜陰北，築城以窺單於庭。匈奴長老厚賂鮮卑，使寇。勳偵知之，乃陰為之備而外示衰弱。鮮卑來破屯堡，伏兵以火藥引草垛燒之，死者太半，三大報酬擒。勳許以良馬牛羊來贖，得馬六千，牛羊萬餘。

十五年，呂布為陳宮所惑，與劉備聯兵寇關中。操遣勳使布，說布絕備，許以涼州封布，布雖允，卻羈押勳，要操以糧秣。勳乘間潛結布將楊嶽、薑敘等，使疏陳宮，並說布引兵向西域。

十年春，公孫度寢疾。逄紀時在度幕中，密緻書於勳，言度已死，請軍往征，願為內應。紀前與熙、尚同奔度，度先納焉而後殺熙、尚，紀陽降度而心實銜之，故欲假勳手為舊主複仇也。操時欲南征劉表，得勳報，以夏侯淵將騎二千往援。淵未至，而勳已克昌黎，進駐遼水。度時疾篤，子康視事，眾心未一，乃撤遼水守，堅壁清野，據襄平、首山。度族弟模苦諫，而康不從，模乃請以海舟載兵，略勳糧道，康聽之。幸勳前征幽州海商衛循等為海師保護，遂與典韋相合，破度將劉熙，糧道斷而複通。軍逼首山，適度死，康遁去無蹤，張敞、王建等舉城降，柳毅亦來歸也，遂定平州。

是儀以青州不靖，融亦無守境之能，慮異日禍將延己，乃遣子著、紆、峻等及勳南下琅邪，以營其窟。時儀中子寬遊學徐方，曹宏、豹兄弟為州吏，與之相善，乃請豹女許勳，為固是氏也。

操乃拔軍返許，拜勳侍中，與夏侯淵將二千騎往督呂布、段煨等進討李、郭汜。先是，勳為操計授呂布以幷州，拮抗袁紹，後更之涼州，為使布遠，無可與操相爭也。至是，勳宣密詔於布，諷彼掃蕩關中諸將。西京旋克，布亦統兵西向，勳以功拜關內侯。於時重開太學，勳建言立石經於許，三歲而成，是為建安石經也。