惠帝失馭，寇盜蜂起，元海從祖故北部都尉、左賢王劉宣等竊議曰：「昔我先人與漢約為兄弟，憂泰同之。自漢亡以來，魏晉代興，我單于雖有虛號，無復尺土之業，自諸王侯，降同編戶。今司馬氏骨肉相殘，四海鼎沸，興邦復業，此其時矣。左賢王元海姿器絶人，干宇超世。天若不恢崇單于，終不虛生此人也。」於是密共推元海為大單于。乃使其黨呼延攸詣鄴，以謀告之。元海請歸會葬，穎弗許。乃令攸先歸，告宣等招集五部，引會宜陽諸胡，聲言應穎，實背之也。
穎為皇太弟，以元海為太弟屯騎校尉。惠帝伐穎，次於蕩陰，穎假元海輔國將軍、督北城守事。及六軍敗績，穎以元海為冠軍將軍，封盧奴伯。并州刺史東嬴公騰、安北將軍王浚，起兵伐穎，元海說穎曰：「今二鎮跋扈，眾余十萬，恐非宿衛及近都士庶所能禦之，請為殿下還說五部，以赴國難。」穎曰：「五部之眾可保發已不？縱能發之，鮮卑、烏丸勁速如風雲，何易可當邪？吾欲奉乘輿還洛陽，避其鋒鋭，徐傳檄天下，以逆順制之。君意何如？」元海曰：「殿下武皇帝之子，有殊勛于王室，威恩光洽，四海欽風，孰不思為殿下沒命投軀者哉，何難發之有乎！王浚豎子，東嬴疏屬，豈能與殿下爭衡邪！殿下一發鄴宮，示弱於人，洛陽可復至乎？縱達洛陽，威權不復在殿下也。紙檄尺書，誰為人奉之！且東胡之悍不逾五部，願殿下勉撫士眾，靖以鎮之，當為殿下以二部摧東嬴，三部梟王浚，二豎之首可指日而懸矣。」穎悅，拜元海為北單于、參丞相軍事。元海至左國城，劉宣等上大單于之號，二旬之間，眾已五萬，都于離石。
王浚使將軍祁弘率鮮卑攻鄴，穎敗，挾天子南奔洛陽。元海曰：「穎不用吾言，逆自奔潰，真奴才也。然吾與其有言矣，不可不救。」於是命右於陸王劉景、左獨鹿王劉延年等率步騎二萬，將討鮮卑。劉宣等固諫曰：「晉為無道，奴隷禦我，是以右賢王猛不勝其忿。屬晉綱未馳，大事不遂，右賢塗地，單于之恥也。今司馬氏父子兄弟自相魚肉，此天厭晉德，授之於我。單于積德在躬，為晉人所服，方當興我邦族，復呼韓邪之業，鮮卑、烏丸可以為援，奈何距之而拯仇敵！今天假手於我，不可違也。違天不祥，逆眾不濟；天與不取，反受其咎。願單于勿疑。」元海曰：「善。當為崇岡峻阜，何能為培塿乎！夫帝王豈有常哉，大禹出於西戎，文王生於東夷，顧惟德所授耳。今見眾十餘萬，皆一當晉十，鼓行而摧亂晉，猶拉枯耳。上可成漢高之業，下不失為魏氏。雖然，晉人未必同我。漢有天下世長，恩德結於人心，是以昭烈崎嶇于一州之地，而能抗衡于天下。吾又漢氏之甥，約為兄弟，兄亡弟紹，不亦可乎？且可稱漢，追尊後主，以懷人望。」乃遷于左國城，遠人歸附者數萬。
永興元年，元海乃為壇于南郊，僭即漢王位，下令曰：「昔我太祖高皇帝以神武應期，廓開大業。太宗孝文皇帝重以明德，昇平漢道。世宗孝武皇帝拓土攘夷，地過唐日。中宗孝宣皇帝搜揚俊乂，多士盈朝。是我祖宗道邁三王，功高五帝，故卜年倍于夏商，卜世過于姬氏。而元成多僻，哀平短祚，賊臣王莽，滔天篡逆。我世祖光武皇帝誕資聖武，恢復鴻基，祀漢配天，不失舊物，俾三光晦而復明，神器幽而復顯。顯宗孝明皇帝、肅宗孝章皇帝累葉重暉，炎光再闡。自和安已後，皇綱漸頽，天步艱難，國統頻絶。黃巾海沸于九州，群閹毒流于四海，董卓因之肆其猖勃，曹操父子凶逆相尋。故孝愍委棄萬國，昭烈播越岷蜀，冀否終有泰，旋軫舊京。何圖天未悔禍，後帝窘辱。自社稷淪喪，宗廟之不血食四十年于茲矣。今天誘其衷，悔禍皇漢，使司馬氏父子兄弟迭相殘滅。黎庶塗炭，靡所控告。孤今猥為群公所推，紹修三祖之業。顧茲尪暗，戰惶靡厝。但以大恥未雪，社稷無主，銜膽棲冰，勉從群議。」乃赦其境內，年號元熙，追尊劉禪為孝懷皇帝，立漢高祖以下三祖五宗神主而祭之。立其妻呼延氏為王后。置百官，以劉宣為丞相，崔游為御史大夫，劉宏為太尉，其餘拜授各有差。
東嬴公騰使將軍聶玄討之，戰于大陵，玄師敗績，騰懼，率并州二萬餘戶下山東，遂所在為寇。元海遣其建武將軍劉曜寇太原、泫氏、屯留、長子、中都，皆陷之。二年，騰又遣司馬瑜、周良、石鮮等討之，次於離石汾城。元海遣其武牙將軍劉欽等六軍距瑜等，四戰，瑜皆敗，欽振旅而歸。是歲，離石大饑，遷于黎亭，以就邸閣谷，留其太尉劉宏、護軍馬景守離石，使大司農卜豫運糧以給之。以其前將軍劉景為使持節、征討大都督、大將軍，要擊并州刺史劉琨于版橋，為琨所敗，琨遂據晉陽。其侍中劉殷、王育進諫元海曰：「殿下自起兵以來，漸已一周，而顓守偏方，王威未震。誠能命將四出，決機一擲，梟劉琨，定河東，建帝號，鼓行而南，克長安而都之，以關中之眾席卷洛陽，如指掌耳。此高皇帝之所以創啟鴻基，克殄強楚者也。」元海悅曰：「此孤心也。」遂進據河東，攻寇蒲阪、平陽，皆陷之。元海遂入都蒲子，河東、平陽屬縣壘壁盡降。時汲桑起兵趙魏，上郡四部鮮卑陸逐延、氏酋大單于征、東萊王彌及石勒等並相次降之，元海悉署其官爵。
穎為皇太弟，以元海為太弟屯騎校尉。惠帝伐穎，次於蕩陰，穎假元海輔國將軍、督北城守事。及六軍敗績，穎以元海為冠軍將軍，封盧奴伯。并州刺史東嬴公騰、安北將軍王浚，起兵伐穎，元海說穎曰：「今二鎮跋扈，眾余十萬，恐非宿衛及近都士庶所能禦之，請為殿下還說五部，以赴國難。」穎曰：「五部之眾可保發已不？縱能發之，鮮卑、烏丸勁速如風雲，何易可當邪？吾欲奉乘輿還洛陽，避其鋒鋭，徐傳檄天下，以逆順制之。君意何如？」元海曰：「殿下武皇帝之子，有殊勛于王室，威恩光洽，四海欽風，孰不思為殿下沒命投軀者哉，何難發之有乎！王浚豎子，東嬴疏屬，豈能與殿下爭衡邪！殿下一發鄴宮，示弱於人，洛陽可復至乎？縱達洛陽，威權不復在殿下也。紙檄尺書，誰為人奉之！且東胡之悍不逾五部，願殿下勉撫士眾，靖以鎮之，當為殿下以二部摧東嬴，三部梟王浚，二豎之首可指日而懸矣。」穎悅，拜元海為北單于、參丞相軍事。元海至左國城，劉宣等上大單于之號，二旬之間，眾已五萬，都于離石。
王浚使將軍祁弘率鮮卑攻鄴，穎敗，挾天子南奔洛陽。元海曰：「穎不用吾言，逆自奔潰，真奴才也。然吾與其有言矣，不可不救。」於是命右於陸王劉景、左獨鹿王劉延年等率步騎二萬，將討鮮卑。劉宣等固諫曰：「晉為無道，奴隷禦我，是以右賢王猛不勝其忿。屬晉綱未馳，大事不遂，右賢塗地，單于之恥也。今司馬氏父子兄弟自相魚肉，此天厭晉德，授之於我。單于積德在躬，為晉人所服，方當興我邦族，復呼韓邪之業，鮮卑、烏丸可以為援，奈何距之而拯仇敵！今天假手於我，不可違也。違天不祥，逆眾不濟；天與不取，反受其咎。願單于勿疑。」元海曰：「善。當為崇岡峻阜，何能為培塿乎！夫帝王豈有常哉，大禹出於西戎，文王生於東夷，顧惟德所授耳。今見眾十餘萬，皆一當晉十，鼓行而摧亂晉，猶拉枯耳。上可成漢高之業，下不失為魏氏。雖然，晉人未必同我。漢有天下世長，恩德結於人心，是以昭烈崎嶇于一州之地，而能抗衡于天下。吾又漢氏之甥，約為兄弟，兄亡弟紹，不亦可乎？且可稱漢，追尊後主，以懷人望。」乃遷于左國城，遠人歸附者數萬。
永興元年，元海乃為壇于南郊，僭即漢王位，下令曰：「昔我太祖高皇帝以神武應期，廓開大業。太宗孝文皇帝重以明德，昇平漢道。世宗孝武皇帝拓土攘夷，地過唐日。中宗孝宣皇帝搜揚俊乂，多士盈朝。是我祖宗道邁三王，功高五帝，故卜年倍于夏商，卜世過于姬氏。而元成多僻，哀平短祚，賊臣王莽，滔天篡逆。我世祖光武皇帝誕資聖武，恢復鴻基，祀漢配天，不失舊物，俾三光晦而復明，神器幽而復顯。顯宗孝明皇帝、肅宗孝章皇帝累葉重暉，炎光再闡。自和安已後，皇綱漸頽，天步艱難，國統頻絶。黃巾海沸于九州，群閹毒流于四海，董卓因之肆其猖勃，曹操父子凶逆相尋。故孝愍委棄萬國，昭烈播越岷蜀，冀否終有泰，旋軫舊京。何圖天未悔禍，後帝窘辱。自社稷淪喪，宗廟之不血食四十年于茲矣。今天誘其衷，悔禍皇漢，使司馬氏父子兄弟迭相殘滅。黎庶塗炭，靡所控告。孤今猥為群公所推，紹修三祖之業。顧茲尪暗，戰惶靡厝。但以大恥未雪，社稷無主，銜膽棲冰，勉從群議。」乃赦其境內，年號元熙，追尊劉禪為孝懷皇帝，立漢高祖以下三祖五宗神主而祭之。立其妻呼延氏為王后。置百官，以劉宣為丞相，崔游為御史大夫，劉宏為太尉，其餘拜授各有差。
