红巾军各部互相攻伐不已。察罕帖木儿占领汴梁后，得知山东红巾军自相攻杀，决定大举进攻山东。
至正二十一年六月，察罕帖木儿在洛阳召集各路将领，商定发师进攻山东的战略部署：
并州军出井陉，辽、沁军出邯郸，泽、潞军出磁州，怀、卫军出白马，与汴、洛军水陆分道并进。
而察罕帖木儿亲自率领精锐铁骑，渡过孟津，经怀庆，一面击鼓一面向东行军。
七月，占领了东昌、冠州。八月，察罕帖木儿的大军到达盐河，派遣他的养子扩廓帖木儿、阎思孝等，结合关保、虎林赤等部，率精兵5万人进攻东平。
元军由东河造浮桥渡河，田丰派二万军夺桥，关保、虎林赤且战且渡，元军两败红巾军，占领长清，兵临东平城下。
田丰派遣他的大将崔世英等人出战，没有取胜。
察罕帖木儿考虑到田丰占据山东已久，军民大多依附于他，于是给他书信说明了顺逆的大道理。
当时田丰提兵攻打穆陵关，派人去答复察罕帖木儿。
察罕帖木儿听说之后大喜，命田丰为前锋，跟从元军东进，东平的王士诚、棣州俞定、东昌杨诚等人全都望风归降。
察罕帖木儿根据朝廷的任命进封田丰为山东行省平章。
当时，山东红巾军诸将会聚于济南，决定出兵齐河、禹城以抗击元军。
察罕帖木儿分兵三路：北路攻济阳、章丘；中路由察罕帖木儿亲自率领主力攻济南；
南路攻泰安、益阳。察罕帖木儿中军渡过大清河，与红巾军在分齐大战，元军获胜，进逼济南城。
当时北路的元军占据了齐河、禹城，南路元军也传来捷报。
益都的红巾军见济南危急，派遣军队前去救援，与察罕帖木儿的大军在好石桥大战，被元军击败。
元军乘胜攻围济南，分兵攻取了山东其他由红巾军控制的州郡。
元军围攻了济南三月，最后攻克。
朝廷进封察罕帖木儿中书平章政事、知河南山东行枢密院事，仍然署理陕西行台中丞。
红巾军失去济南后，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