司马越忧惧不已，在光兴二年（311年）三月病死于项。司马越死后，众人推举太尉王衍为主帅，率兵东下，要将司马越的灵柩送还东海。石勒知道后，率领轻骑从许昌出兵追赶。
四月，石勒在苦县宁平城（今河南郸城东北）追上晋军。王衍派将军钱端迎战石勒，被石勒击败，钱端战死。晋军大败，石勒分兵包围并猛射晋军，晋军尸体堆积如山，王公士庶兵卒十余万人，无一幸免。王衍以及襄阳王司马范、任城王司马济、西河王司马喜、梁王司马禧、齐王司马超、吏部尚书刘望、豫州刺史刘乔、太傅长史庾顗等人均被生擒。
石勒让他们坐在帷幕下，问他们晋朝过去的事情。王衍、司马济等人害怕被杀死，纷纷抢着陈说，只有司马范神色俨然，神态自若，他回过头来斥责王衍、司马济说：“今天的事，有什么必要再这样纷纷陈说。”石勒对他感到十分惊奇。于是，石勒将诸王公卿士押到帐外杀害了，杀死的人很多。石勒看重王衍的清辩，惊奇司马范的神态，不忍用兵器杀害，于是，让人在夜晚推墙将他们压死。石勒同时斥责司马越是扰乱天下者，劈其棺而焚其尸。
左卫将军何伦、右卫将军李恽得到司马越死去的消息后，护送司马越的妃子裴氏和世子司马毗从洛阳逃走。石勒在洧仓迎战司马毗，晋军又大溃，石勒擒杀司马毗以及诸王公卿士。接着，石勒趁势率精锐骑兵三万，进入成皋关，会合刘曜、王弥进攻守卫空虚的洛阳。光兴二年（311年）六月，洛阳被攻陷，晋怀帝被俘。事后，石勒归功于王弥、刘曜，自己却回驻在许昌。前赵第三位君主刘聪任命石勒为征东将军，石勒坚决不受。
平阳人李洪有兵众数千，在舞阳建壁垒驻守，苟曦暂任李洪为雍州刺史。石勒进攻谷阳，杀死冠军将军王兹，在阳夏攻破并活捉王赞，任命王赞为从事中郎。又在蒙城击破并活捉大将军苟曦，任命他为左司马。刘聪授予石勒征东大将军、幽州牧，石勒坚决不接受将军的封号。
王弥与石勒，表面上亲近而内心里互相猜忌，刘暾劝王弥征召曹嶷的军队来谋取石勒。王弥就写信，让刘暾去召集曹嶷，并且邀请石勒一起到青州。刘暾到东阿时，被石勒部下游骑抓获，石勒秘密杀掉刘暾，准备密谋消灭王弥。正巧王弥的部将徐邈私自率领部下离开王弥，王弥的势力渐渐削弱。等到石勒抓获苟曦，王弥更加憎恨石勒，于是，派使者假装用谦卑的话对石勒说：“您抓住苟曦而赦免了他，真是显示神威！如果让苟曦为您的左司马，我为您的右司马，天下就不难平定。”
石勒看出这是骄兵之计，对张宾说：“王弥地位高，而言辞谦卑，恐怕他想为我效犬马之劳。”
张宾说：“我看王弥有雄据青州之心。家乡，本来就是人心所向往的地方，您难道就不思念并州吗？王弥之所以迟迟未发难，是因为担心您在背后牵制他，他早有规劝您的想法，只是没有合适的机会罢了。现在若是不收拾他，恐怕曹嶷到后，成为他的羽翼，以后虽然后悔，也来不及了。徐邈已经离去，王弥的军势稍有削弱，但看他统治的愿望还很强，可以通过引诱而消灭他。”石勒认为说得对。
石勒与乞活帅陈午在蓬关相互攻击，王弥也与刘瑞对峙，形势很危急。王弥向石勒求援，石勒未答应。
张宾进言道：“明公常常担心没有杀王弥的机会，现在天赐给了我们一个大好的机会。陈午是个小人，怎能成为大敌？王弥是人中豪杰，将成为我们的祸害。”
石勒于是回师攻击并斩杀了刘瑞。王弥大喜，以为石勒是真心推举，帮助他，不再怀疑石勒。石勒率军在肥泽攻击陈午，陈午的司马上党人李头劝石勒说：“您是天生的神武，应当平定四海，四海的百姓都仰慕您，希望您拯救他们于困苦之中。有与您争夺天下的，您不早早地去除掉他，而返回攻击我们这些流人。我们都是乡党小人，最后都将拥戴您，现在您何必逼迫得这样急切呢？”
石勒认为讲得有道理，次日早晨率军退去。石勒假称请王弥在已吾会宴，王弥的长史张嵩劝王弥不要去赴宴，恐怕有专诸、孙峻之类的祸乱，王弥不听。
王弥入席，饮酒至畅快时，石勒亲自斩杀王弥，并吞并他的兵众。这样，石勒就除掉了他逐鹿中原时的一大对手。
事后，他上报前赵皇帝刘聪，陈述王弥叛逆的情状。前赵第三位皇帝刘聪开始时大怒，曾遣使责问，但又无力驾驭石勒，只得任命他为镇东大将军、都督并、幽二州诸军事、领并州刺史，持节、征讨都督、校尉、开府、幽州牧、公未变。
此后的石勒，在名义上仍为刘氏之臣，实际上已在独立行动了。
石勒担心苟曦、王赞叛逃，于是以二人密谋反叛为名，将他们杀死。
当初石勒乃是山贼行当出身，后来觉得当此为业没有出息，于是伙同其他 十八个山贼投奔了当时称帝的刘渊。石勒因为出色的军事才能被提拔成为了大将军，而他的山贼兄弟们称之为十八骑。石勒在刘渊死后，既又杀王弥后，在光兴二年（311年）十月任命将军左伏肃为前锋都尉，继续向南攻打豫州诸郡，至长江而还，驻扎在葛陂（今河南新蔡县北），收降一些归附之人，安排将军二千石以下的官员，让他们缴纳义谷，供给士兵们食用。
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