1400年（建文二年），朱棣围困济南三个月，难以破城。姚广孝让人传信给朱棣，道：“将士已经疲惫了，还是班师吧。”朱棣于是退回北平。后来，燕军又在东昌（今山东聊城）战败，大将张玉战死，朱棣再次退军。 当时，朱棣本打算稍作休整，但在姚广孝的极力劝谏下，继续进军，击败盛庸，攻破西水寨。后来，姚广孝对朱棣道：“不要去攻打城池，应迅速直取京师。京师兵力单薄，一定能攻克。”朱棣采纳他的建议，在淝水、灵璧连败南军，并渡江进入京师。
1402年（建文四年），朱棣称帝，是为明成祖。姚广孝被任命为僧录司左善世。成祖即帝位后，授道衍为僧录司左善世。
1404年（永乐二年），姚广孝拜资善大夫、太子少师，并复姓为姚，赐名广孝。明成祖每次与姚广孝交谈，都称他为少师，而不直呼其名。 后来，明成祖命姚广孝蓄发还俗，被姚广孝拒绝。明成祖又赐他府邸、宫女，姚广孝仍不接受，只是居住在寺庙中，上朝时便穿上朝服，退朝后仍换回僧衣。他到苏湖赈灾时，前往长洲，将获赐的黄金全部分发给宗族乡人。 此后，明成祖往来于南京、北京之间，并几次征伐蒙古，姚广孝都留在南京，辅佐太子朱高炽监国。
1407年（永乐五年），姚广孝又奉命教导皇长孙朱瞻基。
