回袁绍处，朱灵对曹操说仰慕曹操的器度，因此决定留在曹营。朱灵的士兵因为敬仰朱灵亦随他投靠曹操。
曹操时期.建安四年（199年），曹操遣朱灵和路招随刘备要到徐州拒袁术。未到，袁术病死。之后刘备佔据下邳，遣送朱灵等向曹操报告。程昱、郭嘉听说曹操外派刘备领兵，对曹操说：“刘备不可纵。”曹操后悔，派兵追刘备，但没追到。也没提到朱灵的动向。朱灵引起了曹操的憎恶，想解除他的兵权。于是派威名显赫的于禁率数十骑兵，带着敕令，前往朱灵的营中夺其兵权。朱灵及其部下都不敢擅动，于是朱灵便成为于禁的麾