建文四年(1402年),当时的礼部侍郎董伦为朱允炆所信任,在朱允炆面前为解缙说了不少好话,这样,解缙才被召回京师复职,任翰林待诏。
永乐元年(1403年),明成祖朱棣登基,解缙升任翰林侍读。随后成祖建立文渊阁,解缙与黄淮、杨士奇、胡广、金幼孜、杨荣、胡俨等进文渊阁参预机务,明朝内阁制度由此开始。不久,又迁为翰林侍读学士,奉命总裁《太祖实录》《列女传》,书成,朱棣赏赐银币。其后七月一日(7月19日),解缙奉命编撰一部包罗万象的大型类书,即《永乐大典》。
永乐二年(1404年),解缙晋升为翰林学士兼右春坊大学士,为内阁首辅,这是他仕途最得意之时。朱棣曾经召见解缙等人说:“你们七人朝夕相处,我经常在宫中称赞你们的勤勉谨慎。往往最初容易谨慎,而最终仍然能保持下去的则很难,希望你们能够共勉。”于是各赐五品官服等。恰逢立春时,朱棣赐其等金绮衣,与尚书地位相同。此后内阁进言,朱棣均虚心采纳。
永乐三年(1405年),朱棣召解缙入宫,磋商立太子之事。当时明成祖的意思是想立次子朱高煦为太子,但解缙仍直言说:“为长,古来如此。皇太子仁孝,天下归附,若弃之立次,必兴争端。先例一开,怕难有宁日,历代事可为前车之鉴。”朱棣听后面有不悦,对此议犹豫不决。解缙为说服朱棣,只说了一句话:“好圣孙(朱瞻基)!”两人相视而笑。最后朱棣同意立长子朱高炽为太子,次子朱高煦为汉王,并令解缙撰写立储诏书,以告天下,从此朱高煦深恨解缙 。当时恰逢朱高炽带领明朝大军讨伐安南,解缙上疏劝阻,朱棣不听。随后讨伐成功,并设置郡县。当时太子虽立,朱高炽表现并不令朱棣满意。此时朱高煦更受隆宠,礼秩超过了嫡亲标准。解缙上疏劝阻朱棣说:“启争也,不可。”朱棣随即大怒,称解缙是在离间骨肉,对解缙很有意见。
永乐四年(1406年),朱棣赐黄淮等人二品纱罗衣,而独不给解缙。淇国公邱福将朝廷机密“传达延外”,朱高煦却嫁祸解缙“禁中语”五年,解缙又被诬为“试阅卷不公”贬为广西布政司参议。临行前,礼部郎中李至刚因与解缙有宿怨,又诬缙,故即改贬交趾(今越南),命督饷化州。