齐桓公率领三国联军势如破竹，一举击溃山戎，迫使山戎首领逃至孤竹国。了解到这一情况后，齐桓公毫不犹豫，继续穷追不舍，直至包围了孤竹国。然而，孤竹国大将黄花献上山戎首领首级的同时，却设计欺骗齐桓公，声称孤竹国君已逃离至沙漠深处，自己则愿意投降并引领齐军追击。齐桓公信其言，遂率大军深入沙漠，却未料黄花趁机逃脱，导致齐军迷失于茫茫沙海，面临极端气候与生存困境。
就在危机时刻，管仲灵机一动，提醒齐桓公老马熟悉旧路，提议选取几匹燕地的老马带路。齐桓公采纳此计，果真在老马的带领下，成功带领军队走出了死亡沙漠，重返正途，“老马识途”的典故也因此流传开来。
脱困后的齐桓公军队重振旗鼓，攻克了被孤竹国君趁机占据的无棣城，最终将其击败。这场战役不仅彻底打败了山戎，拯救了燕国于水深火热之中，更兼灭掉了令支和孤竹两个部落，凯旋而归。燕庄公亲自送齐桓公至齐境边界，齐桓公秉持礼仪，将燕君所至之地划归燕国，并敦促燕国向周朝进贡，此举极大地提升了他在诸侯间的声望。
在这期间，齐桓公采取宽容政策对待失信的鲁国，非但没有兴师问罪，反而赠予部分战利品，此举深深打动了鲁国上下，并赢得了各方赞誉。随后，他又领导军队助卫、邢两国抵抗山戎和西狄的侵袭，帮助卫国重建宫室，协助邢国复国迁徙新都，这些正义行为使他在中原诸侯中的威望进一步提升。
当时，南方强国楚国也对中原诸国构成威胁。楚国虽地处偏远，但国力强盛，社会发展水平与中原各国相当，因其自称为“王”，被视为“南蛮”。齐桓公在稳定北方局势后，决心对楚国采取行动。
公元前656年，齐桓公集结了包括本国在内的宋、鲁、郑、卫、陈、许、曹等八国联军，先攻打楚国盟友蔡国，继而直指楚国。楚成王闻讯迅速布防，并派遣使臣质问齐国无端发兵的原因。在齐国指责楚国未向周王室纳贡后，楚国承诺恢复纳贡。考虑到全面战争可能带来的巨大损失，齐桓公接受了楚国的承诺，在楚国恢复纳贡的前提下，双方在召陵结盟，各自退兵。
后来，周王室内乱，周惠王意图废黜太子郑，齐桓公联合诸侯在首止会盟，保护太子郑，确保了他的继承权。周惠王驾崩后，太子郑顺利即位，成为周襄王，并对齐桓公的援助深表感激。
借助周襄王赠送太庙祭肉的机会，齐桓公召集各路诸侯于葵丘会盟。公元前651年，齐桓公与鲁、宋、卫、郑、许、曹等七国国君在此举行盛大的会盟仪式。会上，周王的使者传达旨意，齐桓公接受胙肉时可免于跪拜，标志着周王正式认可了齐桓公的霸主地位。各国再度缔结盟约，约定和平共处，互助合作。
葵丘会盟不仅是齐桓公第九次，也是最后一次汇聚诸侯，通过这次大会，齐桓公实现了联合诸侯，确立中原霸主地位的目标。历史上，齐桓公称霸中原的过程被誉为“九合诸侯”。