光和二年秋，趙國大熟。冬，太祖發舉國之眾筑圪蘆河霞堤，自與國、縣長吏負石為工，眾無敢怠者。再月而成，趙國美之。劉焉聞堤成，親往視是，逢二賊行刺。關羽時為民夫，與州從事呂布各手格一賊，救焉，不受賞而去。太祖聞訊，夤夜往追，羽感其誠，遂拜為主。太祖攜其手而歸，引為腹心。焉感太祖之德，上疏力薦之。朝廷以太祖治政美甚，遠超同儕，拜議郎，轉中山太守。趙皇后父苞以互免法入為光祿勛。
太祖素重簡樸，為政清厲，任中山太守三載，大興文教，于盧奴設公學如邯鄲故事。郡治清平，流民多投，俱安之。然以長吏行政，常有急令，左右諷之。太祖乃曰：“天下漸鈍，士民如在釜中，吾觀之，如己身在釜中，安的不急？”。慮天下不靖，發郡中青壯，揀選拾伍，凡得五六千人，每于農閑演練。
光和三年十月，太宗仁皇帝定誕，太祖長子也，生母趙皇后。四年，涼康王平誕，生母馮夫人。中山公主臻誕，生母秦夫人。
光和六年，冬，太祖任滿三載，考績上，遷涿郡太守。涿郡豪右者，以奢侈無度聞于天下。及得太祖將至，豪右咸皆震怖，奸宄遁逃，竄入他郡。太祖速至，于道旁逢之，凜然斥曰：“爾輩者，入他郡便得安否？”豪右奸猾知其神武，皆惶恐，乃各自歸郡，復膝行請罪。一郡遂安。幽州刺史郭勛，久欲整頓范陽游商，慮前守庇之，且其事多涉盧氏，乃候前守已行，太祖未至，欲徐徐為之。事未備而太祖已至樊與亭，勛大急，誤太祖將為盧氏張目，遂夜訪樊與，欲逼停之。太祖聞之大怒，語勛曰：“方伯但安坐，某自為清白！”乃攜婁圭等夜馳范陽。及勛追至，猾商游俠，并皆一空。又助勛擒盧植長子，施以髡刑，罰沒家產徒附。人或勸曰：“豈有弟子破師門者？”太祖凜然曰：“師可敬，法更可敬！”。勛拜服，自是州郡和睦，上下一心。
光和七年正月，太祖察張角將生亂，乃征發糧秣軍資，招募游俠，整飭郡卒，陰為之備。劉備攜張飛、簡雍往投，太祖大喜。二月，張角果反，以“蒼天已死，黃天當立”號召四方，旬日之間，幽冀兗豫青徐荊七州，三十六方俱起。廣陽黃巾三萬眾圍涿城，太祖見敵至城下立寨，乃引公孫越、劉備、關羽、牽招、張飛、魏越、婁圭凡二十騎出城，透賊寨而還，賊不能傷也。及入城門中，眾將自矜夸斬獲不止，獨太祖不言。待諸將噤聲，太祖乃緩緩曰：“已得破敵策也，五日當覆。”眾將俱驚。太祖遂遣羽等，各數十騎馳突黃巾軍陣，一日或至三四，皆斬首而出。連戰數日，黃巾漸疲。太祖察其殆，以飛引二十騎誘敵，賊出全軍騎兵千余阻之，飛往來奔突，如入無人，賊不能制。太祖觀其陣散，度其氣衰，發白馬義從三百，側擊賊騎，千騎一時俱喪。賊帥程遠志無奈，驅賊眾蟻附攻城。太祖委事于眾將，返家高臥于榻，觀書不止，秦夫人在側，問：“城上利害？”答曰：“小兒輩必大破賊。”意色舉止，不異于常。翌日，賊力竭神疲，太祖乃發全軍出城擊之，一鼓而破，俘八千余眾。遠志欲逃廣陽，而太祖已先遣輕兵截斷道路。遠志無奈，攜殘軍南走范陽，欲投張寶，為關羽追斬于道。賊眾潰散，沖破寶北營，太祖趁機奪之。寶夜襲太祖營，為太祖識破，反奪其西營。寶度無能為，夜遁。太祖遣將復廣陽、漁陽，幽州遂安。
勛知太祖來救，夜墜城往見，問以方略。太祖答曰：“仆燕地一匹夫，自弱冠而受國恩。今黃巾驟起，天下震動。雖不才，愿提三千幽燕之士，南下河洛，以定社稷，以此獲罪，何負天下人乎？！”勛壯其言，起而拜，與聯名上疏。朝廷贊許，詔太祖領三千騎，入洛言事。太祖乃嚴選上谷代郡突騎兩千，漁陽鐵騎一千，并白馬義從及婁圭、韓當、張飛等，疾馳南下。旬日而至孟津，破賊帥馬元義部，洛陽為之一肅。何進時為大將軍，素知太祖之能，力薦之。靈帝遂拜鈦祖為五官中郎將，以騎都尉曹操副之，令出東郡討賊帥卜已。鈦祖以柏人令董昭有謀略，征為護軍司馬，并急召程普等，未至，而賊已北破清河，西叩轘轅，洛陽震動。鈦祖與幽燕并三河騎士七千眾歃血盟誓，曰：不棄一人于敵陣，不遺一骨于他鄉。遂急出至白馬，令關羽奇襲下之，賊眾震恐。