金朝攻打宋朝，右丞相仆散忠义驻南京节制诸军，左副元帅纥石烈志宁巡视边疆事，徒单克宁改任益都尹，兼山东路兵马都总管、行军都统。

大定四年（1164年），元帅府想派遣左都监完颜璋率四千兵由水路进军，金世宗下诏说：“此事可交付给都统徒单习显，仍旧增加二千兵，选良将作为副职。完颜璋可以巡视山东。”

于是，徒单克宁出兵楚州、泗州之间，与宋将魏胜在楚州的十八里口相遇。魏胜找来破船凿掉船底，用大木头连贯，排列竖在水中，另外用船载着大石头用铁巢连贯，沉到水底，用来堵塞十八里口及淮渡的船路。

他用四万步兵防守在淮渡南岸、运河之间。徒单克宁派斜卯和尚选择善于游泳的人潜到水中，把大绳子系在竖木上，几百人在岸上拉绳扯竖木，全部拔出了它们，又撤除沉船。进军到淮河口，宋兵来抵抗，隔河箭矢齐发，斜卯和尚用竹编篱笆抵御箭石，又拔去竖木撤除沉船，军队于是进入淮河。金军与宋军夺渡口，交战几个回合，猛安长寿先行到达岸边，河水浅，先率领强兵几人锳水登岸，打败了津口宋兵五百人，其余的人都渡过了河。宋军四百多人从清河口来，镇国上将军蒲察阿离合懑用一百步兵抵御。徒单克宁亲自与扎也银术可五骑先行六七里同宋兵作战，银术可先登上，奋力攻击打败了宋兵。

宋军大部队整阵来抵抗，徒单克宁指挥军队前去作战，从早晨到中午，宋军被打败，他们越过运河摆阵，其他的兵都跑回营中。徒单克宁派人用火箭射宋兵的营帐，全部烧毁了它们，宋军越过河拆去桥梁，与他们的大军会合。金军隔河射箭，宋兵不能布阵。猛安钞兀用六十个骑兵攻击宋一千多骑兵，战况不利，金兵稍微退却。徒单克宁用猛安赛剌九十个骑兵出其不意前去攻击，宋兵大败。追到楚州，射死魏胜，于是攻取楚州及淮阴县。这次战役赛剌的功最大。此时，宋朝多次派遣使者请求和议，仆散忠义、纥石烈志宁向宋约定金宋两国世代为叔侄国，割还海、泗、唐、邓四州。宋人故意拖延归还，等到徒单克宁攻下楚州，宋人很害怕，于是一一按约执行。

金朝罢兵休战，徒单克宁改任大名尹，历任河间、东平尹，召为都点检。

大定十一年（1171年），他跟从丞相纥石烈志宁北伐，不久班师。十一月皇太子生日，金世宗在东宫设酒宴，赐徒单克宁金带。第二年，他升为枢密副使，兼知大兴府事，后改为太子太保，枢密副使不变。徒单克宁被授予平章政事，封为密国公。徒单克宁的女儿嫁给渖王完颜永成做妃子，徒单克宁不高兴，请求退休，没被批准，罢职为东京留守。

大定十二年（1172年），金世宗恢复他的官职，改任他为南京留守，兼河南统军使。皇帝派使者告诉他“统军使未曾用留守兼职的，这是朕的意思。经过京城时你可入朝拜见。”徒单克宁到京城，又授予为平章政事，并授世袭不扎土河猛安兼亲管谋克。金世宗想用制书亲自授给徒单克宁，主持此事的人不了解皇帝的意思，等到徒单克宁接受了命令，金世宗对徒单克宁说：“此命令朕想亲自授给你，不想被外人授给你。”金世宗又说：“朕想把你在山东的宗族迁到距京城近的地方居住，你宗族人多，公田少，他们不能全部到这里。”于是挑选他最亲的人迁居。

大定十九年（1179年），徒单克宁被授予右丞相，升封谭国公。徒单克宁推辞说：“臣没有功劳，不清楚国家大事，更是内外受重用，很惭愧。臣乞求回归田园故乡，以享晚年。”金世宗说：“朕考虑众人的功劳没有比你大的，你慎重能为大臣着想，不要再多谦让。”徒单克宁离开朝廷，金世宗派徒单怀忠告诉他说：“凡人醉时和醒时处事不相同，你今天亲临庆祝宴会，可以饮酒，过了今天可不要再饮酒了。”徒单克宁叩头致谢说“：陛下这样为臣着想，这是臣的福气。”

徒单克宁任丞相，坚持正守大体，至于簿书期会，不屑一顾。金世宗曾经说：“徒单习显在枢密职上，不曾有过荐举。”他对徒单克宁说：“宰相的职责，荐举贤能是上策。”徒单克宁谢罪说“：臣愚笨有幸为宰辅，却不能明察了解人，因此常悔恨。”

大定二十一年（1181年），左丞相完颜守道为尚书令，徒单克宁为左丞相，迁封定国公，他恳求退休。金世宗说：“你立功立事，才登上相位，朝廷需要你，你年龄虽到了，但不能离去。”三天后，徒单克宁与完颜守道上奏，都跪下请求说“：我们牙齿脱落，头发发白，幸求陛下赐给我们晚年。”金世宗说：“皇帝丞相坐下讨论道理，不图他的官职只图人，岂可多次改变？”不久，徒单克宁改任枢密使，而很难去上任。又任完颜守道为左丞相。