颖为皇太弟，以元海为太弟屯骑校尉。惠帝伐颖，次于荡阴，颖假元海辅国将 军、督北城守事。及六军败绩，颖以元海为冠军将军，封卢奴伯。并州刺史东嬴公 腾、安北将军王浚，起兵伐颖，元海说颖曰：“今二镇跋扈，众余十万，恐非宿卫 及近都士庶所能御之，请为殿下还说五部，以赴国难。”颖曰：“五部之众可保发 已不？纵能发之，鲜卑、乌丸劲速如风云，何易可当邪？吾欲奉乘舆还洛阳，避其 锋锐，徐传檄天下，以逆顺制之。君意何如？”元海曰：“殿下武皇帝之子，有殊 勋于王室，威恩光洽，四海钦风，孰不思为殿下没命投躯者哉，何难发之有乎！王 浚竖子，东嬴疏属，岂能与殿下争衡邪！殿下一发邺宫，示弱于人，洛阳可复至乎？ 纵达洛阳，威权不复在殿下也。纸檄尺书，谁为人奉之！且东胡之悍不逾五部，愿 殿下勉抚士众，靖以镇之，当为殿下以二部摧东嬴，三部枭王浚，二竖之首可指日 而悬矣。”颖悦，拜元海为北单于、参丞相军事。元海至左国城，刘宣等上大单于 之号，二旬之间，众已五万，都于离石。
王浚使将军祁弘率鲜卑攻邺，颖败，挟天子南奔洛阳。元海曰：“颖不用吾言， 逆自奔溃，真奴才也。然吾与其有言矣，不可不救。”于是命右于陆王刘景、左独 鹿王刘延年等率步骑二万，将讨鲜卑。刘宣等固谏曰：“晋为无道，奴隶御我，是 以右贤王猛不胜其忿。属晋纲未驰，大事不遂，右贤涂地，单于之耻也。今司马氏 父子兄弟自相鱼肉，此天厌晋德，授之于我。单于积德在躬，为晋人所服，方当兴 我邦族，复呼韩邪之业，鲜卑、乌丸可以为援，奈何距之而拯仇敌！今天假手于我， 不可违也。违天不祥，逆众不济；天与不取，反受其咎。愿单于勿疑。”元海曰： “善。当为崇冈峻阜，何能为培塿乎！夫帝王岂有常哉，大禹出于西戎，文王生于 东夷，顾惟德所授耳。今见众十余万，皆一当晋十，鼓行而摧乱晋，犹拉枯耳。上 可成汉高之业，下不失为魏氏。虽然，晋人未必同我。汉有天下世长，恩德结于人 心，是以昭烈崎岖于一州之地，而能抗衡于天下。吾又汉氏之甥，约为兄弟，兄亡 弟绍，不亦可乎？且可称汉，追尊后主，以怀人望。”乃迁于左国城，远人归附者 数万。
永兴元年，元海乃为坛于南郊，僭即汉王位，下令曰：“昔我太祖高皇帝以神 武应期，廓开大业。太宗孝文皇帝重以明德，升平汉道。世宗孝武皇帝拓土攘夷， 地过唐日。中宗孝宣皇帝搜扬俊乂，多士盈朝。是我祖宗道迈三王，功高五帝，故 卜年倍于夏商，卜世过于姬氏。而元成多僻，哀平短祚，贼臣王莽，滔天篡逆。我 世祖光武皇帝诞资圣武，恢复鸿基，祀汉配天，不失旧物，俾三光晦而复明，神器 幽而复显。显宗孝明皇帝、肃宗孝章皇帝累叶重晖，炎光再阐。自和安已后，皇纲 渐颓，天步艰难，国统频绝。黄巾海沸于九州，群阉毒流于四海，董卓因之肆其猖 勃，曹操父子凶逆相寻。故孝愍委弃万国，昭烈播越岷蜀，冀否终有泰，旋轸旧京。 何图天未悔祸，后帝窘辱。自社稷沦丧，宗庙之不血食四十年于兹矣。今天诱其衷， 悔祸皇汉，使司马氏父子兄弟迭相残灭。黎庶涂炭，靡所控告。孤今猥为群公所推， 绍修三祖之业。顾兹尪暗，战惶靡厝。但以大耻未雪，社稷无主，衔胆栖冰，勉从 群议。”乃赦其境内，年号元熙，追尊刘禅为孝怀皇帝，立汉高祖以下三祖五宗神 主而祭之。立其妻呼延氏为王后。置百官，以刘宣为丞相，崔游为御史大夫，刘宏 为太尉，其余拜授各有差。
东嬴公腾使将军聂玄讨之，战于大陵，玄师败绩，腾惧，率并州二万余户下山 东，遂所在为寇。元海遣其建武将军刘曜寇太原、泫氏、屯留、长子、中都，皆陷 之。二年，腾又遣司马瑜、周良、石鲜等讨之，次于离石汾城。元海遣其武牙将军 刘钦等六军距瑜等，四战，瑜皆败，钦振旅而归。是岁，离石大饥，迁于黎亭，以 就邸阁谷，留其太尉刘宏、护军马景守离石，使大司农卜豫运粮以给之。以其前将 军刘景为使持节、征讨大都督、大将军，要击并州刺史刘琨于版桥，为琨所败，琨 遂据晋阳。其侍中刘殷、王育进谏元海曰：“殿下自起兵以来，渐已一周，而颛守 偏方，王威未震。诚能命将四出，决机一掷，枭刘琨，定河东，建帝号，鼓行而南， 克长安而都之，以关中之众席卷洛阳，如指掌耳。此高皇帝之所以创启鸿基，克殄 强楚者也。”元海悦曰：“此孤心也。”遂进据河东，攻寇蒲坂、平阳，皆陷之。 元海遂入都蒲子，河东、平阳属县垒壁尽降。时汲桑起兵赵魏，上郡四部鲜卑陆逐 延、氏酋大单于征、东莱王弥及石勒等并相次降之，元海悉署其官爵。