任侍卫步军司计议官，武学谕，詃门舍人。不久，出知和州（今安徽省和县）。厉仲方以贺生辰副使的身份出使过金国。回朝后，又出知安丰军，但很快又被召回就任左领卫中郎将，防守建康（今江苏省南京）。

厉仲方有将才，任职安丰时，严令部队在练武之余，开垦荒田数千顷，种植桑麻数十万株，极大地补充了军需的不足。这样做不仅改善了士兵的生活，稳定了军心，还为地方积贮了大量的财富。他与田琳从未见过面，却很欣赏他的才华，极力要求自己的老师向朝廷荐举。朝廷采纳了叶适的意见，令田琳戍守合肥（今属安徽）。自此，因田琳在，朝廷再不忧虑合肥战事。

金国屯兵定山10 余万人，仲方招募石斌贤、夏侯成，两次击败敌人，迫使金军退走。金兵滞留六合城，厉仲方料定敌人只是虚张声势，将不攻自退，命令宋军不要急于解围，而是要注意战场全局的变化，果然，金国部队见无隙可乘，只得撤兵而去。厉仲方运筹帷幄，多谋善断，常能料敌之所必至，攻敌之所必救，以逸待劳，抢占先机，赢得战场上的主动权。宋朝自宋太宗起，日益重视守城之战，安丰是军事要地，为使其在战争中固若金汤，厉仲方除组织民工加固城墙外，还施展平生所学，教授士兵、百姓制造战车，设计出九牛弩，此弩射程可达四、五百米，威力极大。在后来与金国军队的战斗中，这些武器、设备均发挥出了很大的作用，守城部队利用九牛弩射杀了不少金国的将领，又用战车在清水镇战役中取得了胜利。