Tháng 6 năm 1356, Chu Nguyên Chương phái sứ giả thông hảo với Sĩ Thành. Ông chẳng những cự tuyệt, bắt giữ sứ giả, mà còn phái binh tấn công Trấn Giang của Nguyên Chương. Ông ta phản ứng mạnh mẽ, không chỉ đánh lui quân địch ở Trấn Giang, mà còn đánh chiếm các nơi Thường Châu, Trường Hưng, Giang Âm, Thường Thục của Sĩ Thành, bắt sống em ba Sĩ Đức của ông. Lúc này, Phương Quốc Trân (đã đầu hàng nhà Nguyên) đánh chiếm Côn Sơn và Thái Thương, khiến Sĩ Thành 2 mặt thụ địch. Chính quyền Đại Chu rơi vào cảnh nguy khốn, lòng người dao động.

Tháng 7 năm 1357, Sĩ Đức gởi thư cho Sĩ Thành khuyên anh trai hàng Nguyên, để tìm sự giúp đỡ. Thêm vào những ý kiến tương tự trước đó của bọn thủ hạ, ông quyết định xin hàng triều đình, đổi tên Long Bình trở lại là Bình Giang. Được phong Thái úy, trên dưới nghĩa quân đều được phong thưởng. Từ năm thứ 18 (1358) đến mùa thu năm thứ 20 (1360), ông liên kết với quan quân giao tranh với nghĩa quân của Chu Nguyên Chương ở khu vực Giang Chiết mấy chục trận lớn nhỏ, không phân thắng bại. Đồng thời, nhân lúc quân Tống của Hàn Lâm Nhi và Lưu Phúc Thông chia 3 lộ tiến hành bắc phạt, Sĩ Thành đánh chiếm nhiều nơi ở Tô Bắc và Lỗ Nam, mở rộng thế lực đến Tế Ninh.

Sĩ Thành trở thành công cụ trấn áp quân đội nông dân của nhà Nguyên. Năm thứ 23 (1363), ông phái Lữ Trân đánh hạ An Phong, giết chết thủ lĩnh quân Khăn đỏ Lưu Phúc Thông. Đến lúc này, Sĩ Thành khống chế một khu vực rộng lớn: nam đến Thiệu Hưng, bắc vượt Từ Châu đến Kim Câu thuộc Tế Ninh, tây giáp Nhữ - Dĩnh, Hào - Tứ, đông gặp biển, dài hơn 2000 dặm, có mấy chục vạn giáp binh.

Tháng 9, sau nhiều lần thỉnh cầu nhà Nguyên phong vương đều bị cự tuyệt, ông rời bỏ triều đình, tự lập làm Ngô vương.