后来，朱买臣因犯事被免职，就回到会稽郡，在会稽郡官邸的守邸人那里借住吃饭。

元鼎五年(前111年)，东越王余善反复无常，屡次不听朝廷命令。因此汉武帝召集文武大臣献计讨伐。经文武大臣提议，汉武帝将朱买臣召回，恢复官职，命令朱买臣献策。

朱买臣说：“以前东越王居住守护在泉山之上，地势险要，一人守险，千人都攻不上去。如今我听说东越王迁徙南行换了地方，此地距离泉山五百里，在大泽中。现在如果派兵过海，直接攻击泉山，陈设舟船、排列士兵围攻，席卷南行，就可以攻破消灭东越国了。”

汉武帝非常高兴，采纳朱买臣的作战计划，封他为会稽郡太守。皇帝对朱买臣说：“荣华富贵以后不返回故乡，就好比穿着锦绣衣服在夜间行走一样，你打算怎么办呀?”朱买臣叩头谢恩。

汉武帝下诏命令修造大兵船，准备粮食和一些水战用的器具，等诏书下发后，大批军队随从朱买臣一起出发前往会稽郡。

朱买臣来到会稽郡城外，令随从在城外等候，朱买臣仍旧穿上又脏又破的旧衣裳，怀里藏着太守印绶，步行来到郡邸。正逢年末上计官吏到京上报的时候，会稽郡那些上计官吏正聚集在一起饮酒，对朱买臣都不屑看上一眼。朱买臣便走进后厅，守邸人就和他一起吃饭。

吃到快饱的时候，朱买臣稍微露出那系着官印的绶带。守邸人觉得那东西很奇怪，就上前抽出绶带，看到那方印章，正是会稽太守章。守邸人很吃惊，走出屋外告诉了上计官吏。官吏们都喝醉了，大叫大喊道：“乱说大话!”守邸人说：“你们试着进屋来看看吧。”

有位平素轻视朱买臣的旧相识走进室内看了官印，吓得回头就跑，高声嚷道：“的确如此!”在座的人都惊慌害怕起来，向守丞禀报，并赶忙相互推挤在中庭排成排拜谒朱买臣。朱买臣这时慢慢地从后厅中走出来，众人拜倒在地，朱买臣向他们摆摆手，示意让他们站起来。待众人起来，外面已驱入驷马高车迎接朱买臣，于是他便乘坐着驿车离去。会稽的官员听说太守将到，征召百姓修整道路。

朱买臣到会稽郡(郡治在今苏州市)上任后，看见他的前妻及丈夫在修路，就停下车，叫后面的车子载上他们，送到太守府，并安置在园中，供给食物。过了一个月，他的妻子上吊而死。朱买臣给她丈夫银两，让他安葬。他还召见所有以前曾经给过他粮食以及对他有恩的朋友旧相识们，并一一回报他们。

元封元年(前110年)，东越王余善自称东越武帝，入侵汉朝的白沙、武林、梅岭，杀死地方官员。

朱买臣接受汉武帝的诏令，率领军队与横海将军韩说从句章出发，由海路进攻东越。战争过程中，闽越的君主繇王居股与人合谋杀死了余善，向汉军投降。从此以后，闽越国灭亡。

朱买臣因平叛有功，被征召到朝廷做了主爵都尉(汉代官名)，列于九卿之中。