晋建兴二年（公元314年）正月，晋廷以王浚为大司马、都督幽、冀州诸军事，刘琨为大将军、都督并州（治今太原西南）诸军事，并遣使者至襄国。石勒为麻痹王浚，隐匿精甲劲卒，示以虚弱。王浚使者回报，说石勒兵力薄弱，无有二心。于是王浚更加骄怠，不复戒备。二月，石勒领兵日夜兼程进袭幽州。三月，石勒军至易水，王浚仍毫无戒备，石勒军迅速到达蓟城。石勒恐有伏兵，先趋牛羊数千头入城，塞住街巷，使幽州兵不能出战，旋即率众入城。此战，石勒以极小代价一举夺取幽州，为其统一北方创造了有利条件。
晋大兴二年（公元319年），张宾与石虎、张敬等人见时机已成熟，便一起请石勒正式称帝，被石勒推让。十一月，张宾又与石虎、张敬、支屈六、程遐等文武一百二十九人联名上疏，请石勒称尊号。石勒接受了这个建议，即位称赵王，改元称赵王元年，即以襄国为都城。由于汉主刘曜此前已经改国号为赵，史称前赵；因此称石勒所建为后赵。
石勒沿袭刘渊胡、汉分治办法，称赵王时自号大单于，任石虎为单于元辅。称赵天王后，命其子石宏为大单于。石勒禁止胡人侮慢汉人士族。兄死妻嫂是很多胡族的普遍风习，他也加以禁止，并不许在丧婚娶，以适应汉人习惯。职官大体依照晋制而有增设，如置专司胡人词讼的门臣祭酒，管理胡人出入的门生主书。攻占幽冀后，核实州郡户口，每户所课租调比西晋王朝对农民的剥削有所轻减。立国后，为节省粮食，禁止酿酒。还计画推行钱币，代替布帛交易，但未能实现。石勒注意教育，在襄国和地方设立学校。建国前，曾令采择晋代律令要点，作为暂行制度，后改用正式律令。所设官职有律学祭酒，其人残酷好杀。石勒病死前，遗嘱不要厚葬，告诫石弘从司马氏家族内讧中吸取教训，劝石虎学习周公、霍光辅佐幼主的先例，不要争权。
如果说刘渊是汉化的先驱，孝文帝是汉化的集大成者，那石勒无疑接过了其中20多年的接力棒。虽然受时代的局限，他不可能像孝文帝那样彻底，但与后世元清统治者相比，石勒可要开明多了。