行省无法控制。有人举荐刘基的才能，行省就征召刘基担任浙东元帅府都事，让他去对付方国珍。刘基出去招募士兵，平定了山寇吴成七等人，改任行枢密院经历，和参知政事石抹宜孙一起守卫处州，来抵御方国珍。他被调任为行省郎中。经略使李国凤到江南一带巡视安抚，向上奏报刘基的功劳，执政者没有理会，只是授予刘基处州路总管府判官之职。刘基因为这不是他想要的，不肯接受，逃回到了青田山中。皇上攻取婺州、平定括苍后，听说了刘基的名声，就派使者带着贵重的礼物去征召他。刘基向来认为金陵会有王者兴起，而皇上的威德日益隆盛，现在来召见，正赶上这个时机，于是和龙泉的章溢、丽水的叶琛等三个人，从小路前往金陵，陈述治理国家事务的十八条策略。皇帝见了非常高兴，赞许地采纳了他的建议，对他说：‘先生如果有好的计策，不要吝惜，尽管告诉我。’当时，陈友谅将要来进犯，将领们商量想要皇上亲自率军抵御，议论纷纷，不能决定。皇上说：‘现在的规律（或法则），是后行动（的人有利）。’你可以在江岸埋下伏兵，等敌军到达之后发起攻击，就可以取得胜利。”刘基恰好从外面进来，于是赞许说：‘皇上说的对呀。’不久陈友谅果然来了，伏兵突然出现，陈友谅大败而逃。
辛丑年，皇上准备再次到九江讨伐陈友谅，拿这件事询问刘基，刘基说：“现在金星在前，火星在后，这是上天的旨意啊。”皇帝非常高兴，就命令他们出兵，一同攻打皖城，从早上一直到黄昏都没有攻下来。刘基请求直接进军夺取江州，皇上率领全部军队向西进发，陈友谅率领部众逃往湖广，江州投降。洪都守将胡廷美派他的儿子前来商议投降的事情，先请求禁止几件事，刘基都同意了。后来刘基因为母亲去世回乡，路过衢州，正遇上苗军叛乱，（苗军）杀死了金华守将胡大海、处州守将耿再成、孙炎等人。夏毅当时守卫衢州，城中有人谋划响应叛贼，夏毅感到害怕，不知道怎么办。刘基慢慢为（他们）谋划计策，并且用祸福利害向众军说明，众人才安定下来。又派人去通知婺州、处州两郡的属县，命令他们各自坚守，于是与平章邵荣等人收复处州城，擒获了匪首贺、李两人。当时方国珍占据着温州、台州、明州三郡，向来畏惧刘基的威名，派人送信给刘基询问，刘基趁机宣扬皇上的威严与恩德，婉言劝他归顺。皇帝时常派人写信询问国家大事，刘基总是根据所问的问题逐一回答，都符合实际情况。等到回京城的时候，路过建德，正碰上张士诚的军队攻打这座城池，守将李文忠想要奋起反击，刘基阻止他说：“不出三天，敌军就会自行逃走，到时候追击他们，可以全部抓获。”到了预定的日期，果然像刘基所说的那样。当时，张士诚占据着浙西，陈友谅占据着湖广，有人认为苏州、湖州土地肥沃富饶，又靠近金陵，应当谋划先攻取这些地方。刘基说：“陈友谅占据长江上游，并且他的名号不正宗，应当先讨伐他。陈氏已经被消灭，张氏就像从口袋中取东西一样容易被消灭。接着陈友谅又攻打洪都，皇上亲自出征，在鄱阳湖与陈友谅展开大战，胜负未分。刘基请求把军队转移到湖口，约定在金星和木星互相靠近（或冲撞）的日子决胜。皇上听从了刘基的建议，于是攻克了（这个地方）。在这之后，皇上决定攻打张士诚，向北收复中原，从而平定天下，在这些谋划中，刘基秘密参与谋划的居多。皇帝有时会到刘基的住处，屏退左右，与他交谈很久才离开，后来任命刘基为太史令。一天，刘基看到太阳中有黑子，就对朱元璋说：‘东南方会失去一位大将。’不久之后，参军胡深攻打福建，果然战败而死。有一天，皇上对刘基说：“我昨天梦到三个人头上有血，用土涂抹（他们头上的血），这是什么征兆呢？”刘基说：“三个人的头上有血，这是‘众’字的形象啊。”用土覆盖他，这是得到众人和土地的征兆。三天以后，应当会有消息传来。过了三天，海宁县果然开城投降。
张昶，杨宪等人想要扰乱朝政，于是派人上书称颂皇帝的功德，劝皇帝及时行乐。
皇帝将这份奏疏给刘基看，说：“他这是想要做赵高。”
刘基说：“确实如同圣上所见。”
杨宪等人知道了这件事，就派人暗中探察刘基私下的事情，想要诬陷他。
还没来得及告发，张昶、杨宪就相继被杀了。
有关部门上奏确定处州七个县的田赋，每亩收税一升。
皇上因为刘基的缘故，特别下令青田县每亩田只征收一半的赋税。
后来刘基请求辞官归乡，临行时，他对朱元璋说：“凤阳虽然是皇帝的故乡，但不是天子建都的地方。虽然已经设置了中都，但是不适合居住。扩廓帖木儿虽然可以被征服，但也不能轻视，希望圣明的陛下留意。”
在那之后，定西之战失败，扩廓帖木儿最终向北逃到沙漠地区。
皇上曾经亲自写诏书讲述刘基的功绩，并且召刘基回京城，赏赐非常丰厚。