参加攻宋战争。他跟忽必烈互通有无，却在蒙古帝国第四任大汗蒙哥时期，由于蒙哥推行压制汉人的政策而不获重用。蒙哥死后，全力支持忽必烈与阿里不哥争位。中统二年（1261年）农历五月，元世祖忽必烈任命史天泽为中书右丞相，是元朝最早的汉人丞相；同年，跟随忽必烈征阿里不哥。三年，作爲幕僚跟从蒙古王族哈必赤，率军镇压山东军阀李璮叛乱，围攻济南四个月，攻破城后杀李璮。据元史卷二百六十贰臣传李璮的章节所载，李璮兵败被带到哈必赤跟前，史天泽说：「宜即诛之，以安人心。」于是李璮便立即被斩。在丞相任内着手解散汉人军阀、整编华北