Tào Tháo thu dụng Hoa Hâm, phong ông làm Thị trung, rồi sau đó thay Tuân Úc làm Thượng thư lệnh.

Năm 212, Tào Tháo nam chinh đánh Tôn Quyền ở Nhu Tu, Hoa Hâm theo làm mưu sĩ giúp sức cho họ Tào. Hành động quay lại hại họ Tôn của Hoa Hâm bị các sử gia xem là nuốt lời, bán chúa cầu vinh[9].

Năm 214, xảy ra vụ cha con Phục hoàng hậu định sát hại và lật đổ Tào Tháo nhưng việc không thành. Theo Hậu Hán thư, Phục hoàng hậu đóng cửa trốn sau tường kép. Thượng thư lệnh Hoa Hâm theo lệnh Tào Tháo mang quân lùng bắt Phục hậu, phá cửa làm sập tường và bắt được Phục hậu mang giết chết[10].

Năm 216, Tào Tháo tự xưng là Ngụy vương, bắt đầu thành lập nước Ngụy, sai ông giữ chức Ngự sử đại phu.

Năm 220, Tào Tháo qua đời, con là Tào Phi lên thay ngôi Ngụy vương, Hoa Hâm được cử làm Tướng quốc nước Ngụy. Cuối năm đó, Tào Phi cướp ngôi nhà Hán làm vua, tức là Ngụy Văn Đế, đổi chức Tướng quốc thành Tư đồ, Hoa Hâm kế nhiệm làm Tư đồ.

Hoa Hâm làm việc chu đáo cẩn thận, không tích góp của riêng, trong nhà không bao giờ có quá 100 cân lương thực[6].

Năm 221, Lưu Bị khởi binh đánh Đông Ngô báo thù cho Quan Vũ. Tôn Quyền vội sai sứ đến Lạc Dương xin hàng Tào Ngụy, trả lại hàng tướng Vu Cấm bị Quan Vũ bắt trước đây. Tào Phi nghi hoặc hỏi Hoa Hâm, ông phân tích với Tào Phi[11]:

Tôn Quyền vô cớ đến hàng, nhất định trong nước đang gặp nguy cơ. Tôn Quyền trước đây đánh úp giết chết Quan Vũ, chiếm 4 quận Kinh châu khiến Lưu Bị tức giận, nên ủy khuất xin hàng, một là có thể tránh được bị quân trung nguyên tấn công, hai là có thể mượn sức trung nguyên chi viện, khoe khoang sức mình, khiến địch nhân ngờ vực. Tôn Quyền giỏi dùng binh, linh hoạt biến báo, nhất định là bắt đầu từ mục đích ấy. Hiện nay thiên hạ chia ba, trung nguyên chiếm 8 trong 10 phần. Ngô và Thục mỗi nước chỉ giữ một châu, cách núi dựa nước, nếu quả gặp nạn lớn có thể cứu giúp lẫn nhau, đó mới gọi là cái lợi của nước nhỏ. Nay hai nước mang quân đánh nhau, đó là trời làm cho mất vậy

Phân tích của Hoa Hâm được các sử gia xem là lời tiên đoán với nhãn quan chiến lược: Ngô Thục đánh nhau tự làm yếu mình, do đó trong 3 nước, gánh vai trò nhất thống chỉ có thể là chính quyền có thực lực như Tào Ngụy[12].

Năm 227, Ngụy Minh Đế Tào Duệ lên ngôi, ông đổi sang làm Thái úy.

Năm 231, Hoa Hâm qua đời, thọ 75 tuổi. Ông được truy tặng là Kính hầu.