至正十八年五月，刘福通攻破了汴梁，宋政权迁都于此。
至正十九年初，宋政权各路红巾军出击未达到预期目的，逐渐由盛转衰。
五月，李察罕开始调兵遣将进攻汴梁，亲自率领大军到达了虎牢关，派遣兵马南道出汴南，攻打归、亳、陈、蔡诸州；北道出汴东，征发战船沿着黄河，水陆并下，攻打曹州以南的地方，据守黄陵。
又调陕西的兵马，出函谷关，越过虎牢关；山西的兵马越过太行山和黄河，会师于汴梁城下，夺取汴梁的外城。
李察罕亲自驻扎在汴梁城西的杏花营，指挥各路军环绕着汴梁城修筑营垒，把汴梁围得水泄不通。
八月，城中粮草殆尽，李察罕与阎思孝、李克彝、虎林赤、关保等大将商议，分门而攻。
入夜，元军登城，破关而入，刘福通与数百骑护送宋主韩林儿自东门夺围而遁。
元军夺取汴梁后，起义军失去河南，李察罕势力大振，他亲赴大都献捷，受赐御衣、七宝腰带。
元廷以其功劳进封他为河南行省平章政事，兼理河南行枢密院的事务、陕西行台御史中丞。
于是，李察罕以兵分镇关陕、荆襄、河洛、江淮，而重兵屯太行，营垒旌旗相望有数千里之多。
至正二十一年六月，李察罕在洛阳召集各路将领，商定发师进攻山东的战略部署。
七月，占领了东昌、冠州。
八月，李察罕招降了占据东平的田丰。
由田丰做先锋，先后攻克了山东除益都之外的全部城池，仅存益都这一座孤城。
益都为宋政权益都行省的治所，原由毛贵任行省平章，毛贵被杀后，众人拥护毛贵的儿子为平章，被称为小毛平章。
小毛年幼，无力驾驭部众，并且山东各地的红巾军各自为战。