至元元年(公元1335年)，唐其勢陰謀起事，事發被殺。其黨羽答裏、刺刺等人見勢，忙起兵發難。脫脫親自挑選精兵強將討伐答裏、刺刺部隊，最終將他們全部擒獲，押解大都聽候處置。因平叛有功，脫脫被拜為禦史中丞、虎符親軍都指揮使，不久又被提升為左阿速衛。至元四年，他被升遷為禦史大夫，仍兼任前職，擔任禦史大夫後，脫脫如魚得水，充分施展了自己的才能。
當時，元朝已是日薄西山，朝政趨於腐敗，法度不行、官宦不廉。脫脫大膽改革、重振綱紀，朝廷內外壹片肅然。壹次，脫脫跟隨皇帝出巡，返回上都時路過雞鳴山、渾河，皇上準備在保安州畋獵，不料禦馬失蹄跌倒，於是便認為這是個不吉祥的征兆。脫脫進諫說：“自古以來帝王正襟危坐於九重之上，每天與文武大臣們談論治國明理，至於那些飛鷹走狗般的邪門異說，是不值得理會的。”皇上認為他說得很有道理，於是授予他金紫光祿大夫的職銜，同時兼任紹熙宣撫使。
忠心不二大義滅親
脫脫的伯父伯顏是當時朝廷的重臣，任中書右丞相。他平日專斷跋扈、自以為是，平定唐其勢叛亂後，伯顏更是肆無忌憚，根本不把皇帝和其他官員放在眼裏。他擅自提拔親信，對奸佞小人放任自流，且常常濫殺無辜。此外，他還把各衛所的精兵收編為自己的部下，國家府庫錢帛，也聽任他自由支配。皇帝對伯顏的所作所為很是不滿，但終因他的威望如日中天，也不便將他怎麽樣。朝中其他百官更是敢怒不敢言，奈何伯顏不得。脫脫自幼在伯父家長大，伯顏也把他當作自己的親生兒子看待，因此兩人先前關系親密，感情很深。及至脫脫在朝中任官，對伯父的行為極為擔憂，認為伯父所為將為整個家族招致麻煩。他多次婉言勸說伯父，但伯顏狂傲自大，不以為然，反而斥責脫脫不懂長幼之禮，辜負了伯父對他的期望。
勸說伯父無效後，脫脫只得私下和父親商量，他說：“伯父驕狂放縱實在是太過分了，萬壹天子震怒，我們所有的人都得受牽連，防患於未然，我們何不在事情還沒敗壞之前來尋找解決辦法呢？”父親認為脫脫說得有理，然而壹直優柔寡斷，反反復復，不能作出果斷的決定。脫脫又向老師吳直方請教，吳直方對脫脫說：“《春秋傳》有‘大義滅親’的典範，何不仿效之？大丈夫只知忠誠於君王，報效於國家，其他還有什麽好顧及的呢？”當時，皇帝周圍都是伯顏的親信黨羽，只有世傑班、阿魯是皇帝的心腹，每天相伴在皇帝左右，脫脫於是與二人結為朋友，坦誠相待。另外，錢塘人楊禹曾經在宮中侍奉過皇帝，當時任奎章閣廣成局副使，能夠出入皇宮，皇帝知道他忠誠可用，於是，每次與脫脫議事也都讓楊踽參加。
至元五年(公元1340年)秋天，正值伯顏出使應昌，脫脫立即與世傑班、阿魯商量，準備把伯顏阻擋在東門外面，然後見機行事，後來因為考慮到成功的把握不是很大，最終取消了行動計劃。不久，趕上河南範孟假借聖旨斬殺省臣，被朝廷查處，案件牽連到廉訪使段輔。伯顏對漢人素有偏見，這次便乘機傳言說，漢人不能擔任廉訪使，並且命令禦史大夫別兒怯不花定成制度公布於世。別兒怯不花害怕因此招致非議，稱病不出。伯顏幾次傳話給別兒怯不花，敦促他立即照辦。監察禦史把這件事告訴了脫脫，要他來替別兒怯不花辦理此事。脫脫當然極不滿意伯父的這種做法。他回復監察禦史說：“別兒怯不花位高於我，而且掌握著大印，他不同意，我自然更加不敢擅作主張。”別兒怯不花懼怕伯顏對自己進行打擊報復，最後只得起草章程，準備上交皇上。脫脫不能制止，於是又向吳直方請教，