西魏废帝二年白元任雍州刺史。此前路边每隔一里设土堆标志，土堆被雨水冲刷崩毁，常需修补。白元令雍州各地原土堆处种植槐树，来往行人可躲避日晒雨淋。宇文泰后看到奇怪问，得知事缘由说“各地都照此”令各州在道路两边每隔一里种株树，每隔十里种三株，百里种五株。
西魏恭帝元年任命白元为大将军，与燕国公于谨攻江陵的梁朝，将它消灭，因功封穰县公。回长安任命尚书右仆射，恩准他改姓宇文。恭帝三年宇文泰率军到北边巡视，令再守玉壁。宇文觉即位后任白元为小司徒。周明帝宇文毓即位初年白元兼殿学士，考订校勘地图书籍。
宇文邕年间因白元玉壁功勋，在玉壁设勋州，任命白元为勋州刺史。北齐派使节到玉壁求两国通商。晋公宇文护因两国长期敌对，不通使，忽然求贸易往来，怀疑别有缘故。又因周武帝姑姑和伯母先前留在北齐境，趁北齐派人求和许可将她们接来。令司门下大夫尹公正到玉壁与白元讨论。白元城郊摆丰盛的酒食和华丽帷帐，让尹公正在那会见北齐使节，并谈到皇亲在北齐情况。北齐使节言语和脸色高兴。当时出现汾州胡人抢掠北齐人口的事，白元把抢来人口放回，让他们带去信阐述周愿与齐和好。齐国便将周武姑姑及宇文护母亲礼送到周。
白元善领导，能让人归心。他派到北齐间谍尽力。有齐国人得白元给钱财后与他远通书信。所以齐国有啥行动周朝预知。当时有支部队长官叫许盆，白元把他作心腹，让他镇守一座戍所。许盆竟把城纳入北齐。白元愤怒，派间谍去杀，不一会许盆头便被割送来。
汾州以北，住没入户籍的胡人抢掠居民财物，隔断黄河通道。白元忧虑。可该地属北齐疆土，没办法出军剿除。白元想在胡人往来要道筑城以资防守。在黄河西征发十万民夫，配甲士百人，派开府姚岳监督筑城。姚岳怕的神色，因所率战士少。白元说“算筑好此城十天时间够。那距齐国晋州治所四百里，我们第一天动工，第二天敌境才得知；如北齐晋州征调军队，用两天召集；而敌方商议对策得三天；从晋州派军队来两天不能到达。我方城墙有时间筑好”下令筑城。北齐果然派军队南来，因怀疑北周有大军，停下不敢进军。当晚白元又令汾水南，介山、稷山下各村到处烧火堆，齐国认为那都北周军营，聚结军队加强防守。北周将城筑成，
保定四年授白元勋为柱国。当时晋公宇文护将向北齐攻，白元派长史辛道宪陈述不能出兵意见，宇文护不采纳，后大军失利。孔城被北齐攻占，宜阳受围攻。白元对麾下将领说“宜阳城有它没多少好处，没它没多少坏处，可两国为争夺打几年。敌方有识之士多，难道会缺好谋略。如他们放弃崤山以东，径直向汾水以北攻击，我国疆界受侵扰。应在华谷及长秋两地筑起城池使敌方打消这念头。如他们在我们前行动，想消灭他们难”画出地形图，把情况向朝廷详细汇报。晋公宇文护让他长史叱罗协对白元派的人说“公子孙多，百人。他要在汾水以北筑城，派谁去守？”这事便没实行。周武帝天和五年将白元爵位升为郧国公，加他食邑户数，加以前的一万户。
这年齐国解除对宜阳围攻，占有汾水以北土地并筑城据守。北齐丞相斛律明月到汾水东边求与白元会见。斛律明月说“宜阳小城使我们长期交战，现在宜阳被你获取，我们想在汾水北补偿，希望你们不要怪罪”白元答“宜阳是你们要镇，汾水以北土地是我们自动放弃的。我们抛弃的你们想方设法得它，哪能说补偿？阁下辅佐幼主，职位重，声望高，按理该协调阴阳，安抚百姓，为啥穷兵黩武，招怨恨，祸事不断！阁下国内沧、瀛二州发大水，致使方圆千里人烟断绝，现在又想在汾、晋二州尸骨遍地？如贪图不要紧的土地，使本穷困的百姓再遭涂炭，我认为不这样做”
白元的参军曲岩熟悉卜筮，他对白元说“明年东边齐国定将大屠杀”，白元让曲岩制造童谣“百升飞上天明月照长安”百升，是斛。又说“高山不摧自崩，槲树不扶自竖”让间谍带谣言的纸张在北齐都城散发。北齐祖孝征听到又添枝生叶，斛律明月因此被杀。
周武帝建德年间立志吞并齐国，白元上书陈述策略。
臣镇守边疆多年对齐国弱点清楚，不利用时机难以成。所以去年出兵白白使战士劳苦，物资耗费，没获胜，因没抓住机会。淮南肥沃的土地，陈朝依靠破败伤亡后残余力量，能一举从北齐手中把它夺，北齐连年派军救援大败而回，内部离心，盟国背叛，智穷力竭。“敌方已露破绽，机不可失”我国大军轵关进击，各军齐头并进，与陈国夹击的形势；再令广州义军从三鸦发起攻，招募华山南勇悍果敢的人沿黄河东进；另外派北边山地的稽胡部落阻断北齐并州与晋阳交通。令以上各支部队招募敌境勇猛的人，多给爵位和赏赐，让作前锋。其势足使山岳震动，各路大军指向敌方老巢如雷电。敌军看到我们旗帜会逃，一次战役彻底的胜，
如朝廷准备后作打算，不能立即攻，应联合陈国，分散齐国兵力。我国三鸦以北、万春