Năm 420, Lưu Dụ cướp ngôi nhà Đông Tấn lập ra nhà Lưu Tống. Ở phương bắc, họ Thác Bạt làm vua nước Bắc Ngụy dần dần lớn mạnh, tiêu diệt nước Hạ của con cháu Hách Liên Bột Bột năm 431.

Mao Tu Chi đến Lạc Dương, có qua lại với đạo sĩ Khấu Liêm Chi vốn là người được lòng Bắc Ngụy Thái Vũ Đế. Do có Khấu Liêm Chi che chở, ông không bị vua Ngụy giết.

Một hôm Mao Tu Chi nấu một bát canh thịt dê dâng lên Ngụy Thượng thư. Ngụy thượng thư thấy ngon bèn mang dâng Thái Vũ Đế. Vua Ngụy ăn xong thấy ngon bèn phong cho Mao Tu Chi làm Thái quan lệnh, rồi từ đó có cảm tình với ông[4]. Ông được phong làm Thượng thư, Quang lộc đại phu.

Bắc Ngụy và Lưu Tống nổ ra đại chiến. Năm 431 quân Tống bắc phạt thất bại, tướng Chu Tu Chi bị bắt, cũng được vua Ngụy trọng dụng. Mao Tu Chi nhân hỏi Chu Tu Chi về tình hình Nam triều, được biết vua Lưu Tống Văn Đế tin dùng hoạn quan Ân Cảnh Nhân nên tỏ ý thất vọng không muốn về nam nữa[5].

Bắc Ngụy và Lưu Tống xảy ra chiến tranh qua lại trong nhiều năm. Vài năm sau, có những người trôi dạt ở phương bắc về nói với Tống Văn Đế rằng Mao Tu Chi xui Ngụy Thái Vũ Đế đánh phương nam và truyền đạo lễ cho người Hồ phương Bắc. Tống Văn Đế vì vậy rất giận ông.

Năm 439, Chu Tu Chi lưu lạc từ Bắc Ngụy sang Bắc Yên rồi trở về với Lưu Tống, tâu lại với vua Tống về Mao Tu Chi. Vua Tống mới hiểu ra và hết nghi kị ông[5].

Mao Tu Chi có nhiều vợ con ở Bắc Ngụy. Ông mất năm 446 đời Bắc Ngụy Thái Vũ Đế, thọ 72 tuổi.