率数骑连夜投奔元延明，梁军因此崩溃，元延明趁机收复徐州全境。战后任命为徐州刺史，当时徐州地区久经战乱，民生凋敝，元延明上任后安抚慰问百姓，吸引流户重归故土，安居家业。孝庄帝武泰年间，官拜大司马、兼尚书令，武泰元年（528年）十月，梁武帝萧衍扶植北海王元颢为北魏皇帝，让他率领军队北伐，隔年（529年）五月，元颢攻入洛阳，元延明接受元颢的委任託付，领兵镇守河桥。七月，尔朱荣派尔朱兆和贺拔胜夜渡黄河，击破元延明军队，元颢政权败亡，元延明带着妻儿逃亡南方，梁中大通二年三月十日（530年4月22日）在南梁京城建业