大德二年，改山东道。入为国子司业。七年，出为陕西行中书省理问官。始至决滞狱三百余事，凡强悍持势，官不能制者，皆置于法。顷之，以病归家居。九年擢陕西汉中道肃政访副使，又以病不赴。十年，改太常少卿，转翰林侍读学士、朝请大夫，知制诰同修国史。
至大元年，修《成宗实录》，赐钞一百锭，不受。二年，加少中大夫。三年，请补外任，除太平路总管。时大旱，师文捐俸祷雨，不数日，澍雨降，遂为丰年。当涂人坐杀牛祈雨，逮系六十余人，师文悯而出之。
皇庆二年，复召为翰林侍读学士、中奉大夫，知制诰同修国史。除燕南河北道肃政廉访使，以病去官。延祐元年，征拜翰林学士、资德大夫，行至河南，复以病归襄阳。四年秋八月，聘校河南乡试。归，卒于襄县传舍，年七十一。泰定二年，赠资政大夫、河南江北等处行中书省左丞、上护军，追封魏郡公，谥支肃。后至元八年，加赠推忠守正亮节功臣。子笃，江南道廉访副使。
曹元用，字子贞，世居东阿县，后徒东平汶上。元用资禀俊爽，幼嗜书，每夜读书，常达署不寝。父忧其致疾，乃以衣蔽窗，默观之。
始以镇江路儒学正考满，游京师。翰林旨旨复于四方土少所许可，及见元用，出所为文示之，元用辄指其疵，复大奇之，因荐为翰林国史院编修官。即论史官多不称职，请较试，取其优者用之。御史台辟为掾史。元用初不习吏事，而论事明决，吏反师之。转中书省右司掾，与清河元明善、济南张养浩同时号为三俊。除应奉翰林文字，迁礼部主事。时累朝皇后无谥，元用言：“后为天下母，岂可直称其名，宜加徽号以彰懿德。”改尚书省右司都事，转员外郎。
延祐六年，授太常礼仪院经历。英宗躬修祀事，其亲祀，仪注，卤簿、舆服之制，皆元用所裁定。初，太庙九室合飨于一殿，仁宗崩，无室可祔，乃于武宗室前结彩为帖典。英宗召礼官集议，元用言：“古者宗庙有寝有室，宜以今室为寝，更营大殿为十五室。”帝韪之。授翰林待制，迁直学士。
至治三年八月，铁弑英宗，贼尝赤斤铁木儿至京师收百司印，趣召两院学士北上。元用独不行，曰：“此非常之变，吾宁死不可曲从。”未几，贼果败，人皆称其有识。
泰定二年，授太子赞善。转礼部尚书经筵官。及大朝会，为纠仪官，申卷班之令，俾以序退。又谓太医、仪凤、教坊等官，不当序正班，宜自为一列，后皆行之。夏，帝以日令、地震、星变，诏议所以弭灾者。元用谓，应天以实不以文，修德明政，应天之实也。宜撙浮费，节财用、选守令、恤贫民、严禋祀、汰佛事、止造作，以纾民力，慎赏罚以示劝惩。皆切中时弊。又论科举取士之法，当革冒滥、严考核，俾得真才之用。议上，时论称之。拜中奉大夫、翰林侍讲学士，兼经筵官，预修仁宗、英宗两朝《实录》，又奉旨纂集甲令为《通制》，译唐《贞观政要》为国语。凡大制诰，率元用之笔。
文宗时，草宽恤之诏，帝览而善之，赐金织文锦。天历二年二月，遣祀曲阜孔子庙，还，以孔子为司寇像及代祀记献，帝甚说，是年八月，太禧宗禋院副使缺，中书奏以元用为之，帝不允曰：“此人翰林中所不可无者，将大用之。”会卒，帝嗟悼良久，谓侍臣曰：“曹子贞尽忠宣力，今亡矣，可赐赙钞五千缗。”赠正奉大夫、江浙等处行中书省参知政事、护军，追封东平郡公，谥文献。有诗文四十卷，号《超然集》。二子：伟、仪。伟，官大兴县尹。