Năm 1645, hai con thứ của Trịnh Tráng là Trịnh Lịch đang trấn thủ Sơn Tây và Trịnh Sầm đang trấn thủ Hải Dương, muốn tranh ngôi thế tử với Trịnh Tạc, nhân lúc cha bị ốm bèn dấy quân khởi loạn. Thế tử Trịnh Tạc bèn cầm quân đi đánh. Đinh Văn Tả làm tiên phong tiến lên. Trịnh Lịch và Trịnh Sầm chia quân cắt quân Trịnh Tạc làm đôi. Trịnh Tạc phá được vây ra trước. Đinh Văn Tả bị hãm trong trận, hai người con bị tử trận. Ông hăng hái xung đột chém 18 quân địch khiến quân địch phải dãn ra. Trịnh Tạc thấy Văn Tả còn sống bèn mang quân quay lại cứu, đánh tan quân địch, bắt được Trịnh Lịch, còn Trịnh Sầm trốn vào Ninh Giang, sau cũng bị bắt nốt. Cả hai đều bị xử tử.

Tháng 3 năm 1652 ông được phong làm tham đốc vì có công biết được âm mưu phản nghịch của bọn Hoàng Nhân Dũng và tố cáo[1]. Tháng 5 nhuận năm 1656, ông được phong làm đề đốc[1]. Tháng giệng nhuận năm 1659 được phong đô đốc đồng tri[1].

Năm 1663, có quân thổ phỉ ở Đông Hải quấy phá. Đinh Văn Tả được làm Đô tổng binh[2], giữ việc trấn thủ Yên Quảng, dẹp được quân thổ phỉ.

Trong thời gian chúa Trịnh dồn sức vào cuộc chiến với chúa Nguyễn ở vùng Nghệ An - Bố Chính, Đinh Văn Tả nhiều năm trấn giữ các trấn phía bắc, khiến các trấn đều yên ổn.