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中平五年（188年），刘虞与袁绍、盖勋共典禁军，盖勋对二人说：“我认为陛下是非常聪明的人，只是被身边的人蒙蔽了。如果我们合力清除这些奸邪之徒，然后提拔清廉能干之人，以此使汉室兴旺，我们功成身退，岂不是一件快意的事？”于是，三人互相联结，但还没正式行动，朝廷便派盖勋出任京兆尹。
中平年间，车骑将军张温为讨伐边章等，请朝廷从幽州征发三千乌桓精锐骑兵。因朝廷克扣军粮、拖欠军饷，三千骑兵全部叛归本国。故中山相张纯对故泰山太守张举说：“如今乌桓叛逃，皆愿起兵作乱。凉州贼起兵，朝廷也不能平定；洛阳中又有人生出长着两个头的孩子，这是汉朝气数衰尽，天下将出现两位君主的迹象啊。你如果与我共率乌桓之众起兵，或许能成就一番大业！”张举深以为然。 [6]
中平四年（187年），张纯、张举与乌桓大人联盟，发动叛乱，进攻到蓟下，烧毁城郭，虏略百姓，杀护乌桓校尉公綦稠、右北平太守刘政、辽东太守阳终等，部队达到十余万，屯住在肥如。张举自称“天子”，张纯自称“弥天将军安定王”，传书到各州郡，说要代替汉朝。张纯又使乌桓峭王等步骑五万，进入青、冀二州，攻破清河、平原，杀害吏民。 [6]
当时，丘力居寇略青、徐、幽、冀，四州被其害，将领公孙瓒无法抵御。朝中认为刘虞有德义，曾经当过幽州刺史，对当地士民有恩信，又为外族所附，如果让刘虞去镇抚，幽州可以不劳众而定。 [29]
中平五年（188年），朝廷正式任命刘虞为幽州牧。并下诏发南匈奴兵，跟随刘虞讨伐张纯。结果南匈奴发生内乱，单于被杀。 [30] [41]刘虞到达蓟县，精简了部队，广泛布施恩惠，派遣使者告峭王等人朝廷将宽大处理，可以免除他们犯下的罪责，又悬赏通缉张举、张纯二人。丘力居等人听说刘虞到了，纷纷派遣使者前来沟通归附之事。张纯二人逃到塞外，其余的也或降或散。公孙瓒担心刘虞立功，暗中派人在途中暗杀这些使者。外族得知此事后，便绕道到刘虞处。 [6] [29]
中平六年（189年）三月，张纯被手下王政杀死，首级被送到刘虞处。 [4]汉灵帝刘宏派使者升刘虞为太尉，封容丘侯。 [5]刘虞先是推让，并举荐卫尉赵谟、益州牧刘焉、豫州牧黄琬、南阳太守羊续担任此职，但刘宏最终还是拜刘虞为太尉。 [6] [8]
永汉元年（189年），董卓专权，派使者授予刘虞大司马，进封襄
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