1951年，厉月举在丘陵薄地上进行深翻整地试验。秋后，深翻的0.4亩地比未深翻的0.4亩地(水、肥等条件相同)增产花生米15公斤。通过对比，厉月举看到了明显的增产效果，破除了人们认为“丘陵薄地不能深翻”的思想。翌年，他在变工互助组内推广深翻整地的经验。1953年，他在互助组的基础上又发展20户农民，成立了“心爱”农业合作社，任社长。他带领村民摸索出“熟土在上，生土在下”和“两生夹一熟”的深翻整地方法，把全社可耕地普遍深翻一遍，土层由6～10厘米加深到40厘米，粮食亩产超过200公斤。是年出席山东省农业劳动模范代表会议，获“山东省农业劳动模范”称号。1955年春，他带领村民打水井7眼，又开通1道引水沟，形成连环井，把水引上岭顶，浇地500亩，并创造了把梯田整平，在每层梯田的地堰下分段挖水坑的“沟洫梯田”经验，当年获得亩产玉米295公斤的好收成。冬，厉家寨乡(5个自然村)的13处初级农业生产合作社合并成为大山农业生产合作社，厉月举被推选为社主任兼村党支部副书记。他身先士卒，充分发挥群众的智慧和力量，提出“让河流让道，叫土地翻身”的口号，奋战一冬春，凿通3道岭，改5条河道，削平11个岭头，修建11座小型水库和塘坝，闸山沟2000余条，砌石井79眼，把1000多块零星小块地整成118块大田，扩大耕地面积192亩。他积极倡导科学种田，采取合理密植、普及良种、改进传统耕作方式、购置新式农具等措施，粮食产量大幅度提高。1956年，在“沟洫梯田”的基础上，把土地整成“三合一”梯田，较好地防止了水土流失。是年，在遭受严重水灾和风灾的情况下，全社粮食亩产达276.4公斤，提前实现全国农业发展纲要指标，被誉为“英雄的大山社”。1957年2月，出席在北京召开的全国首届农业劳动模范代表会议，获“全国农业劳动模范”称号，受到毛泽东、周恩来等中央领导人的接见。10月9日，毛泽东在中共莒南县委关于《山东省莒南县厉家寨大山农业社千方百计争取丰收再丰收》的报告上亲笔批示：“愚公移山，改造中国，厉家寨是一个好例。”1958年4月19日，受国务院委托，莒南县人民委员会授予厉家寨大山农业社一面书有“英雄社战胜了穷山恶水”的锦旗。此后，全国有28个省、市、自治区陆续组织参观团到厉家寨参观学习农田基本建设经验，其中全国农业劳动模范陈永贵两次来此“拜师”。1958年8月，厉月举任大山人民公社副主任兼厉家寨生产大队大队长。9月底，应邀赴北京参加国庆观礼活动，再次受到毛泽东的接见。之后，他更加坚定地带领群众进行山、水、林、田、路综合治理，将本村6500亩耕地逐步整成“底上两平水倒流”的“三化”(水平化、绿化、水利化)园田。1963年，任厉家寨人民公社主任。2月，出席山东省农业先进集体代表会议。年底，当选为山东省第三届人民代表大会代表。 “文化大革命”中，厉月举受到不公正对待。