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大约在公元前1601年，伊尹决定再次停止对夏王的贡纳，夏桀虽再次起兵，但“九夷之师不起”，在政治和军事上完全陷入孤立无援的困境。伊尹看到灭夏的时机已经成熟，便协助商汤立即下令伐夏。

夏桀战败南逃，汤在灭掉夏王朝的三个属国后，挥师西进，很快攻占了夏王朝的心腹地区——伊洛流域的斟鄩。此战是伊尹教给商汤的伐夏战略，不久夏朝灭亡。

伊尹在军事方面的活动，主要是参与了灭夏战争的策划、准备与实施。

商汤死后，伊尹历经外丙、仲壬，又做了汤王长孙太甲的师保。传说，太甲不遵守商汤的大政方针，为了教育太甲，伊尹将太甲安置在特定的教育环境中——成汤墓葬之地桐宫，他本人与诸大臣代为执政，史称共和执政，并着《伊训》《肆命》《徂后》等训词，讲述如何为政，什么事可以做，什么事不可以做，以及如何继承成汤的法度等问题。

在伊尹创设的特定教育环境中，太甲守桐宫三年，追思成汤的功业自怨自艾，深刻反省，“处仁迁义”，学习伊尹的训词，逐渐认识了自己的过错，悔过反善。

当太甲有了改恶从善的表现后，伊尹便适时亲自到桐宫迎接他，并将王权交给他，而他自己仍继续当太甲的辅佐。

在伊尹的耐心教育下，太甲复位后“勤政修德”，继承成汤之政，果然有了良好的表现。商朝的政治又出现了清明的局面。

同时，伊尹也是历史上第一个以负鼎俎调五味而佐天子治理国家的杰出庖人。

他创立的“五味调和说”与“火候论”，至今仍是中国烹饪的不变之规。他“教民五味调和，创中华割烹之术，开后世饮食之河”，在中国烹饪文化史上占有重要地位，被中国烹饪界尊为“烹调之圣”、“烹饪始祖”和“厨圣”。

其一生积极整顿吏治，洞察民心国情，推动经济繁荣、政治清明。历事成汤、外丙、仲壬、太甲、沃丁五代君主，尊号”阿衡”，辅政五十余年，为商朝兴盛富强立下汗马功劳。