Lưu Quốc Cơ đến Ứng Thiên không bao lâu, được Chu Nguyên Chương triệu kiến. Chu Nguyên Chương dùng lễ thượng khách để tiếp đãi ông, rồi lại sai người đưa ông vào ở tại Lễ Hiền Quán. Lưu Cơ thấy Chu Nguyên Chương đối với mình rất thành tâm thành ý, nên tự cho rằng mình đã gặp được minh chúa. Cho nên ông liền dâng lên cho Chu Nguyên Chương mười tám kế sách về tình hình trước mắt, phân tích cả tình hình bên trong lẫn bên ngoài. Ông đặt kế hoạch xây dựng đất nước và tiêu diệt triều nhà Nguyên, cũng như phương châm tảo trừ những thành phần tiếm loạn khác. Chu Nguyên Chương nghe qua kế hoạch của Lưu Cơ thì vui mừng ngoài sức tưởng tượng, bèn giữ ông ở lại bên mình để cùng bàn những kế hoạch cơ mật, và tôn xưng ông là "Lão Tiên sinh" hoặc "Trương Lương của nhà Hán". Sự tín nhiệm của Chu Nguyên Chương giúp cho Lưu Cơ có cơ hội thực hiện nguyện vọng vì dân vì nước của mình, cũng giúp cho tài năng chính trị và quân sự của ông có đất dụng võ. Thế là ông đã nghĩ ra nhiều mưu lược, giúp Chu Nguyên Chương đánh Đông dẹp Bắc, tranh giành thiên hạ ở Trung Nguyên, làm nên một sự nghiệp to lớn đầy oanh liệt. Ông trở thành nhân vật trung tâm trong những túi khôn, cũng như làm mưu sĩ trung thành của Chu Nguyên Chương. Thậm chí, đến lúc tuổi già sắp cáo lão về quê, ông cũng không quên củng cố đế nghiệp cho Chu Nguyên Chương. Công nguyên năm 1371, Chu Nguyên Chương sau khi định đô tại Trung Đô xong, cảm thấy vô cùng phấn khởi, định xua quân tiêu diệt quân Khuếch Khoáng, Lưu Cơ trước khi trở về Thanh Điền, còn gởi một tấu chương cuối cùng lên cho Chu Nguyên Chương, nói: - Phượng Dương, tuy là quê hương của hoàng đế, nhưng không phải là nơi có thể xây dựng kinh đô. Vậy ngài không thể xem thường. Nhưng Chu Nguyên Chương không thực sự quan tâm đến tờ tấu chương của Lưu Cơ, vội vàng xua quân Tây chinh, kết quả đại bại, phải lui quân trở về. Khuếch Khoáng cuối cùng đã chạy vào sa mạc ở vùng Tây Bắc, và trở thành mối họa biên cương kéo dài. Sau việc đó, Chu Nguyên Chương cảm thấy hết sức hối hận. Lưu Cơ khi mới tới Ứng Thiên, đã giúp cho Chu Nguyên Chương hai việc lớn trong vấn đề chiến lược quân sự. Trong thời điểm đó chính là thời điểm then chốt để lực lượng chính trị, quân sự của Chu Nguyên Chương phát triển hùng mạnh. Sau khi Chu Nguyên Chương khởi binh đã lợi dụng Lưu Phúc Thông đang đánh nhau với quân Nguyên ở phía Bắc, xua quân tiến về phía Nam, lần lượt chiếm Trừ Châu, lấy Thái Bình, chiếm Kiến Khang, tấn công Giang Triết, lực lượng quân sự mỗi ngày lớn mạnh, nhưng về mặt chính trị, Chu Nguyên Chương vẫn tôn Phụng Tiểu Minh Vương là Hàn Lâm Nhi, xưng là hậu duệ của nhà Tống, và được Tiểu Minh Vương phong cho tước hiệu, lấy niên hiệu là Long Phượng. Đến ngày tết nguyên đán năm thứ hai mươi mốt niên hiệu Chí Chính (công nguyên 1361), Chu Nguyên Chương thiết ngự tọa tại Trung Thư Tỉnh ở Nam Kinh, quay mặt về hướng Tiểu Minh Vương quỳ lạy để chúc tết. Văn võ bá quan cũng quỳ lạy theo. Chỉ có một mình Lưu Cơ là không lạy. Chu Nguyên Chương hỏi nguyên do, Lưu Cơ đáp: - Ông ta chẳng qua là một tên chăn trâu mà thôi, vậy tôn phụng để làm gì? Lưu Cơ cho rằng, trong khi quần hùng nổi dậy khắp bốn phương, thì người muốn hoàn thành sự nghiệp lớn của mình, cần phải thoát ra khỏi sự ràng buộc của người khác và hoàn toàn độc lập. Chu Nguyên Chương nghe qua, lấy làm cảm động, về sau đã hủy bỏ Tiểu Minh Vương Hàn Lâm Nhi. Lúc bấy giờ Chu Nguyên Chương có hai kình địch, một là Trần Hữu Lượng đang chiếm cứ vùng Hồ Quảng, nắm giữ vùng đất thượng du sông Trường Giang. Một người khác là Trương Sĩ Thành, đang xưng bá tại Tô Hàng, chiếm một vùng đất phì nhiêu giàu có. Vị trí chiếm đóng của hai người này trở thành thế gọng kềm, có thể đánh kẹp Chu Nguyên Chương vào giữa, tạo thế uy hiếp rất to. Chu Nguyên Chương quyết định chủ động tiến đánh họ, để phá vở thế nguy hiểm đó. Có người chủ trương nên đánh Trương Sĩ Thành trước, vì họ cho rằng lực lượng của Trương Sĩ Thành yếu, lại gần, nên dễ thủ thắng. Hơn nữa, vùng Giang Nam là khu vực có sản vật dồi dào, đánh chiếm được sẽ có lợi về mặt quân nhu. Chu Nguyên Chương hỏi ý kiến Lưu Cơ, Lưu Cơ chủ trương nên đánh Trần Hữu Lượng trước. Ông nói: - Chúa công chiếm được vùng Kim Lăng là nơi có địa hình hiểm yếu, điều kiện địa lý rất tốt. Nhưng ở phía Đông Nam có Trương Sĩ Thành, ở phía Tây Bắc có Trần Hữu Lượng. Hai người này đã nhiều phen gây tổn hại cho ngài. Vậy cần phải tiêu diệt hai tên giặc này, để trừ hậu hoạn, mới có thể nghĩ đến chuyện bình định Trung Nguyên ở phía Bắc. Trương Sĩ Thành là người tầm thường không có chí lớn, chỉ muốn giữ vùng đất mà hiện nay ông ta đang chiếm được, nên không có hành động gì đáng kể, vậy tạm thời mặc kệ ông ta. Riêng Trần Hữu Lượng thì khác. Hắn là người có rất nhiều tham vọng, là một kẻ thù nguy hiểm nhất. Hắn lại có nhiều tinh binh, nhiều chiến thuyền lớn, lại chiếm vùng thượng du của chúng ta, không lúc nào là không nghĩ tới chuyện thôn tính chúng ta cả. Đứng trước tình hình này, về mặt chiến lược chúng ta không thể đánh một lần hai mặt trận, mà cần phải tập trung lực lượng để tiêu diệt Trần Hữu Lượng trước. Sau khi Trần Hữu Lượng bị tiêu diệt xong, thì Trương Sĩ Thành sẽ bị cô độc, chỉ đánh là thắng thôi. Sau đó, mới tiến lên phía Bắc để lấy Trung Nguyên, thì bá nghiệp có thể hoàn thành. Chu Nguyên Chương nghe xong, cảm thấy ý kiến của Lưu Cơ rất toàn diện, nên gạt bỏ tất cả ý kiến của những người khác, tiếp nhận kế sách của Lưu Cơ. Kế sách này đã giúp cho Chu Nguyên Chương nắm được kẻ thù chính trong quá trình xây dựng đế nghiệp cho mình, rồi lần lượt mới đánh bại từng kẻ thù một, để thực hiện phương châm chiến lược là không thụ địch từ nhiều phía. Lưu Cơ chẳng những định rõ mục tiêu chiến lược giúp cho Chu Nguyên Chương, mà còn có sự cống hiến lớn lao qua nhiều hành động quan trọng để bình định Trần Hữu Lượng, giúp Chu Nguyên Chương thống nhất cả nước Trung Quốc. Tháng năm nhuận năm thứ hai mươi niên hiệu Chí Chính (công nguyên 1360), Trần Hữu Lượng đoạt được thành Thái Bình của Chu Nguyên Chương, giết chết người con nuôi của Chu Nguyên Chương là Chu Văn Tốn và viên tướng thủ thành là Hoa Vân, rồi cử hành nghi lễ xưng đế tại ngôi miếu Ngũ Thông tại Thái Thạch, đặt quốc hiệu là Hán, đổi niên hiệu là Đại Nghĩa, rồi đắc ý kéo quân chiến thắng trở về Giang Châu. Sau đó, Trần Hữu Lượng còn hẹn với Trương Sĩ Thành cùng đánh chiếm Ứng Thiên, nhưng Trương Sĩ Thành chưa chịu. Thế là Trần Hữu Lượng tự mình xua đoàn chiến thuyền, từ Giang Châu xuôi theo dòng Trường Giang tiến xuống phía Đông, nhắm mục tiêu là Ứng Thiên. Đoàn quân của Trần Hữu Lượng tiến xuống ồ ạt, khí thế hùng tráng. Khi tin tức này truyền đến Ứng Thiên, thì cả thành Ứng Thiên đều chấn động. Chu Nguyên Chương vội vàng triệu tập quần thần để thương thảo đối sách. Có người bảo Trần Hữu Lượng dũng cảm thiện chiến, nhuệ khí đang cao, lại chiếm giữ được vùng Giang, Sở, khống chế cả thượng du sông Trường Giang, địa thế hiểm trở, binh tướng mạnh mẽ, thế lực to lớn, vậy nếu tranh phong với ông ta, thì chỉ là đem trứng chọi đá, tự tìm lấy sự diệt vong. Vậy chi bằng hãy hiến thành Ứng Thiên cho ông ta, rồi quy phục dưới cờ cửa ông ta là tốt nhất. Có người lại cho rằng Trần Hữu Lượng mới vừa chiếm được thành Thái Bình, khí thế đang lên, vậy chi bằng trước tiên hãy lùi về Kiến Khang, Chung Sơn, là nơi có vương khí, có thể chiếm giữ ở đấy để chờ khi nhuệ khí của Trần Hữu Lượng xuống, thì ta mới xua quân quyết chiến với hắn. Có người bảo Trần Hữu Lượng chẳng qua là một gã đánh cá ở Miện Dương, chỉ là một tên tiểu lại, vậy nên cùng hắn quyết chiến một trận sống chết tại Kiến Khang. Vạn nhất nếu không thắng được, thì rút lui cũng chưa phải muộn. Chu Nguyên Chương cho rằng những chủ trương đó chưa phải là thượng sách, nhưng bản thân mình thì không thể giải thích tại sao. Ông ngó quanh mọi người có mặt trong phiên họp, thấy Lưu Cơ đôi mắt sáng ngời, im lặng không nói. Chu Nguyên Chương đoán biết vị quân sư của mình đang có diệu kế trong lòng. Ông bèn mời Lưu Cơ vào trong một phòng riêng, hỏi tại sao ông không nói chi cả. Lưu Cơ tức giận đáp: - Trước tiên phải chém những người chủ trương đầu hàng và bỏ chạy về Chung Sơn, thì mới nêu cao được chính khí, tiêu diệt được tên giặc họ Trần. Chu Nguyên Chương nói: - Tiên sinh có kế hoạch cụ thể chi không? Lưu Cơ đáp: - Trần Hữu Lượng lần này kéo đến đánh ta với một tinh thần kiêu binh, lại dùng một cánh quân vốn đã mệt mỏi đưa đi đánh tận nơi xa. Trong khi đó, ta đã học được bài học thất thủ thành Thái Bình vừa qua, lại có một đạo binh nghỉ ngơi đầy đủ sức khỏe để đánh họ. Phàm ai đi đúng thiên đạo thì người đó sẽ đắc thắng. Vậy chúng ta còn sợ gì không thắng được hắn? Hiện giờ việc làm cấp bách của chúng ta là mở toang cửa phủ khố với một tấm lòng chân thành, để nhằm củng cố lòng dân và lòng binh sĩ. Binh pháp xưa có nói một ngày chạy ba trăm dặm để bôn tập kẻ thù, cho dù chưa đánh nhau thì đội quân đó cũng bị tan rã. Tại sao vậy? Vì binh sĩ quá mệt mỏi. Chúng ta có thể rút lui bỏ một số địa phương, rồi chở hết quân lương đi, giả vờ như bỏ chạy. Kế đó, chúng ta lại phái người trá hàng, để dẫn dụ Trần Hữu Lượng nhanh chóng bôn tập. Riêng chúng ta thì đặt nhiều ổ mai phục trên đường tiến binh của chúng, lại phái binh cắt đứt hậu lộ của chúng, khiến chúng không thể tiếp ứng giữa cánh quân đi đầu và cánh quân đi sau, cũng như khiến việc tiếp tế quân lương của chúng gặp trở lực, làm cho binh sĩ của chúng hoang mang. Việc mai phục tấn công sẽ làm cho mọi sự bố trí của địch bị xáo trộn. Việc dùng một cánh quân nghỉ khỏe để đánh một cánh quân mệt nhọc, khiến nhuệ khí của chúng bị bẻ gãy. Vậy thì có lý nào lại không đánh thắng được chúng. Sau khi đánh thắng, chúng ta sẽ thừa thắng truy kích, khiến Trần Hưu Lượng bỏ chạy thục mạng, và ta chẳng những thu hồi được đất đai đã mất mà còn chiếm được những đất đai trước đây thuộc về chúng. Một khi Trần Hữu Lượng bị thất bại nặng nề như vậy, thì chúng ta sẽ tiến lên một bước, khống chế hắn dễ dàng thôi. Việc xây dựng đế nghiệp được quyết định trong hành động này. Vậy đây là cơ hội trời ban, có đâu lại bỏ qua? Nghe lời giải thích của Lưu Cơ, Chu Nguyên Chương cảm thấy rất vững niềm tin. Sau đó, họ cùng nhau sắp đặt mưu kế bí mật, trước tiên sai Hồ Đại Hải kéo quân đánh Tính Châu để khống chế con đường rút lui của Trần Hữu Lượng. Chu Nguyên Chương lại sai các tướng Thường Ngộ Xuân, Phùng Quốc Thắng, Hoa Cao, Tư Đạt, dẫn quân đi đặt những ổ mai phục, chuẩn bị xuất kích khi thời cơ đến. Sau khi sự bố trí đâu vào đấy Chu Nguyên Chương bèn mời người bạn thân của Trần Hữu Lượng là Khang Mâu Tài, viết một bức thư mật, giả vờ hẹn với Trần Hữu Lượng để làm nội ứng, bảo ông ta phải nhanh chóng kéo quân tới tấn công thành Ứng Thiên. Sau khi Trần Hữu Lượng nhận được bức thư, không khỏi mừng thầm, nói: - Phen này thì nắm chắc thắng lợi trong tay rồi! Do nôn nóng muốn thủ thắng, để chiếm lĩnh vùng đất Kiến Khang, là một vùng đất quý về mặt phong thủy, nên hắn đã xuống lệnh tức khắc khởi binh để tấn công. Riêng về Chu Nguyên Chương thì tích cực chuẩn bị: trước hết đặt một ổ mai phục bên cạnh Thạch Khôi Sơn với quân số đông ba vạn người, rồi lại xuống lệnh phá hủy chiếc cầu gỗ tại Giang Đông, đưa đá và sắt tới để tạo chướng ngại trên dòng sông, chờ chiến thuyền của Trần Hữu Lượng sa vào bẫy. Quả nhiên, khi đoàn chiến thuyền của Trần Hữu Lượng đi vào một con sông hẹp, và khi đến cầu Giang Đông thì không thấy chiếc cầu gỗ nữa, mà dưới dòng sông toàn là đá tảng to. Trần Hữu Lương cả kinh, vội vàng dùng mật khẩu để liên lạc, nhưng không có ai trả lời. Đến chừng đó, hắn mới biết mình đã bị trúng kế, nhưng muốn thối lui cũng không còn kịp nữa. Quân đội cửa Chu Nguyên Chương khi thấy chiến thuyền của Trần Hữu Lượng đã đến cầu Giang Đông liền phất cờ vàng, phục binh từ khắp bốn phía nhảy ra, đánh kẹp Trần Hữu Lượng từ trên bộ lẫn dưới sông. Không mấy chốc, toàn quân cửa Trần Hữu Lượng bị đánh tan tác. Bản thân của Trần Hữu Lượng phải nhảy xuống thuyền con bỏ trốn. Chu Nguyên Chương chỉ huy đại quân thừa thắng truy kích, lấy lại thành Thái Bình, rồi tiến quân bảo vệ được cả Kiến Khang. Sau trận chiến này, Chu Nguyên Chương khao thưởng các tướng sĩ và đã dùng một phần thường cao cấp đặc biệt, gọi là "Khắc thắng thưởng" để thưởng cho Lưu Cơ. Lưu Cơ cho rằng mình chỉ cần có dịp đem hết tài năng để sử dụng, giúp nước giúp dân, chứ không cần nghĩ tới danh lợi trước mắt. Cho nên ông đã kiên quyết từ chối phần thưởng trên. Từ đó trở về sau, tên tuổi Lưu Cơ chấn động khắp mọi nơi. Mọi người đều gọi ông là Gia Cát Khổng Minh tái thế.