曹操在兖州，徐方震恐，麋竺等欲使州牧陶谦拒之，独勋与陈登说谦，使兖、徐合纵以安州境。时操父嵩寄寓琅邪，谦乃使勋送之，并致书操，以申盟好。会袁术阴令人假谦名以攻操，赖勋将兵却之，乃与嵩及子德携归。
再从曹操征袁术，围寿春。其守惠衢诈降，诱操入城，放火以断归程。时勋与曹纯、荀攸等候于城外，急驱卒撞门而入，并献马于操。袁军合围，勋几不免，匿于吕布旧将秦谊家中，幸运得脱。后虽得寿春，伤损颇众，或劝却兵，操不能决，问策于勋。勋遂取舆图，以白子象操军，黑子象群雄，曰：“公欲灭袁术，则必与孙策战。策恃江为险，胜则囊括淮上，威胁许都，败则退守江东，我无海军，终难往追，是无可速胜也。若袁绍平灭公孙，据四州而南，公何故对？不若先取河南、弘农，以图关西，关西下，则吕布、张扬辈不敷虑也。乃可遣使先发河南，持节督吕布、段煨先入关中，为王前驱；我得关西，即遣布就并州，与绍相争。”又献《令州郡一时罢兵诏》，劝操上奏汉主，传檄天下，以定分正名，清算民气。
四月，曹操晋位魏王，户部享祭司郎中段瑕以去岁日蚀，天象示警，劾群相尸位，勋因与中书左仆射刘晔并尚书、御史二台令副同辞。帝三慰留，固辞，乃以汉侍中、参户亭侯还居乡里。倾之，复为朝廷征拜为尚书令，乃谏汉主曰：“世无禅让，天命是革，安有旧君失柄而能得生者乎？目前堂布列，莫非魏臣，都畿表里，莫非魏民，天心厌汉也深，民气离汉也久。如楚之移于西楚，岂项籍欲弑耶？项臣莫不欲弑也。即魏王宽宏，奈别人何？汉祚难继，闾巷皆知；魏之将兴，妇孺俱明。臣非为刘氏，乃为全陛下性命也。禅或得生，反动必死，陛下其慎。”汉主惶惧，乃命郗虑作诏，禅位于操。操乃设散官十二阶以酬勋旧，拜勋太尉，无常职司，止在摆布备参谋耳。
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。
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。”