熹平五年十二月，朝议北讨鲜卑，分三路出塞邀击，太祖以别部司马隶于右路护乌桓校尉夏育。鲜卑可汗檀石槐令三部大人逆战之，三路隔绝，军情恍惚。太祖烛见万里，窥得虚实，乃于晚日军中用饭时急谒之，自请为前部，不避剑矢，疾趋弹汗山。育许之，太祖即拔本部千五百人，两日连趋百里，直至歠仇水下，鲜卑王庭方五千兵，见之震恐，待大军援，将毕其功于一役也。然中路使匈奴中郎将臧旻忽败，使麾下属吏孙坚突围告之，育闻之，亦肝胆俱丧，乃遗辎重、弃太祖而走。太祖深夜闻之，仰天叹曰“夏育虽恶，然军中士卒皆无辜也，且若其为檀石槐衔尾所食，则燕代之地无兵矣，数郡百姓将为荼毒。”乃决意夜渡歠仇水，火烧弹汗，以身诱檀石槐回军。将渡，诸将皆努力争先，自求先登而请太祖安坐河南，太祖厉声问曰“临阵奋战，大丈夫岂可隔河而望活乎？”言尽，乃以一部疑兵临桥扰敌，自领军暗以马匹连绳相结做浮桥，遂亲握马首而渡。既渡，不及披甲，便复发神武跃马突阵，众将隔河观之，无不振奋，乃争相入水。敌军甚众，太祖既当先而战，又无甲，乃屡受刀矢。凡受数创，皆不裹，凡受数矢，皆折而掷地，由是三军用命，贼众丧胆。当是时也，将有失马
者或拽袍泽马尾突阵，士有矢尽者皆索鲜卑尸身续射，故贼虽众，仍至速败。太祖乃迫近王庭，举火焚之，夏夜风盛，其光烟直映百里，震动漠南。鲜卑军望见，纷纷北走救之，汉军大部幸而得返。太祖创重昏迷，范、当护之，死战得脱，又遇雨失道，几死者数矣，赖天佑沿河重入塞内，遂返屯平城。高顺时为军中陪隶，有大功，太祖拔为军侯，赐字素卿。
秋，雁门饥，太祖发军粮两屯于太守郭缊赈之。郡中豪强大户闻之，无不感佩，遂协力出粮，一郡赖以得安。八月，迎赵皇后，成礼于平城。
十月，朝议三将下狱，拜太祖为中郎，以功特加千石，爵公大夫，赴洛入郎署。随行义从俱乘白马，白马义从之名自是而起。过河内孟津，逢日食，士民惊恐奔逐，唯太祖巍然不乱，自斩座下马首而震众心。须臾，日食过，孟津乃安，士民官吏无不膺服。及登船，左右问曰“公何所恃？”太祖曰“天象有常，君子自不惧也！”待渡河，有使来告“君师刘公以天象罢三公之位。”太祖面不改色“君子自强，如此琐事，何告之也？”左右愈服。及入洛，以中郎拜尚书台行事，晚谒宽。相谈至夜，将走，宽度太祖年岁日长，雄气渐成，乃临门拗其袖叹曰“汉室兴亡，将操于文琪手也，慎之！”太祖不知其意，兼以前言诛宦事宜，乃徐答曰“王甫根基已动，小儿辈自破敌，恩师但于内堂安坐。”宽自知失言，乃曰“善。”
太中大夫段熲，阿附中常侍王甫，甘为爪牙，权倾朝野，其在洛中，时人未敢高声言于目前，唯太祖常与其痦。前罪将夏育、田晏，遇赦为庶人，返乡途中被杀于道。熲疑太祖所为，于铜驼街前相质，时熲引数十人，太祖凡一人，天色既暗，熲乃引众拔刀欲行不利，喝曰“小儿辈以吾刀不利乎？”太祖曾不色变，
昂然抽刀对曰“天下健者，岂唯段公？”话音落，京师大震，房屋官寺坍塌者不计其数，熲大惊而退，由是丧胆。
年末，南宫尚书台有雌鸡化雄，一身毛皆似雄，但头冠尚未变。及发，洛中震恐，阉寺遮面而走，士人舆论汹汹。当日，复又交州事变，四郡陷落。南宫平城门无故自塌。太祖为尚书郎，亲目所见，愕然当场。待归，更与王允、田丰等急谋诛宦。
熹平七年初，太祖迁为中都官从事，与王允等合推