李存勖虽然从十一岁开始就在父亲麾下作战，而且屡次进献奇策，显露出卓越的军事才能，但也只是作为父亲麾下的一员，并未完全绽放光彩。等到父亲去世，李存勖才真正横空出世，将自己的军事才能发挥出来，赢得了“战神”的威名。
后梁开平二年正月，李克用病死，李存勖继承了晋王之位。在李克用病重期间，李存勖的叔父李克宁曾经企图篡位，所以，李存勖一办完丧事，就设计捕杀了叔父李克宁，可见其行事手段之凌厉。当时，朱温已经灭了唐朝，自立为帝，国号梁，改元开平。为了统一全国，朱温趁李克用病死的机会发兵进攻潞州。但是李存勖丝毫没有因为居丧而乱了阵脚，他知道潞州是河东的天然屏障，一旦失去，唇亡齿寒。于是，他便亲率大军，从晋阳出发，直取潞州，乘大雾突袭包围潞州的梁军，结果大获全胜。这一战使得李存勖名声大噪，连本来依附后梁的军阀王容和王处直都开始动摇信心，竟然与李存勖结成了反梁的联盟。据《资治通鉴》记载，朱温得知战果后大惊，说：“生子当如李亚子，克用为不亡矣！至如吾儿，豚犬耳！”
潞州一战，新晋王李存勖扬名立万，军队的士气也大涨。李存勖乘势以“光复唐朝”为口号，发兵讨伐后梁。双方在柏乡又展开了一场血战。在这次战役中，梁军有王景仁率的禁军和魏博兵八万之多，而晋军只有周德威率领的三千骑兵和镇州、定州的军队，实力相差很大。而且梁军守柏乡、以逸待劳，而晋军则长途奔袭，自然疲惫。所以，此战必须以计谋巧胜。李存勖采用周德威的建议，没有贸然攻城，而是用计引诱梁兵出城，然后聚而歼之，并且故作不敌，主动后退。梁军主将王景仁本来就自恃兵力战备优势而轻敌，一见晋军后退，马上发动全部军队出城追赶逃兵。结果正中了李存勖的计策，梁军大败，八万余人死伤殆尽。这一次着名的以少胜多的战役，使得梁军丧失了对河北的控制权，大大地打击了梁军的气势，也为晋国的崛起谋求了可贵的时间。
柏乡之役之后，晋军的队伍成为了不可战胜的神话，一时间让后梁君臣闻风丧胆。但是战神李存勖并没有自信心膨胀，发动更大规模的战役。而是息兵行赏，休养生息。在这一段难得的停战时期内，李存勖抓住时机鼓励生产，整顿吏治，宽刑减赋，使得河东经济获得了迅速发展，为接下来的战争作好了充足的准备。
待到时机成熟，李存勖拿出了父亲临终前交给自己的三支箭。那三支箭象征着父亲的三桩遗命，一是讨伐刘仁恭，攻克幽州;二是征讨契丹，解除北方边境的威胁;三是消灭世敌朱温。据史书记载，李存勖每逢出征都要将供奉在太庙里的三支箭取出来，随身携带，以鞭策自己。这次和之前不一样，河东的势力已经大异于前，他终于可以与朱温一决胜负了。开平五年，李存勖在高邑大败了朱温亲自统帅的五十万大军。接着，攻破燕地，将刘仁恭活捉回太原。九年后，他又大破契丹兵，将耶律阿保机赶回北方。经过十多年的交战，李存勖基本上完成了父亲遗命，于公元923年消灭后梁，统一北方。同年四月，李存勖在魏州称帝，国号为唐，不久迁都洛阳，年号“同光”，史称后唐。
李存勖是战场上的巨人，政治上的矮子。称帝后，他认为父仇已报，中原已定，不再进取，开始享乐。他自幼喜欢看戏、演戏，即位后，常常面涂粉墨，穿上戏装，登台表演，不理朝政，并自取艺名为“李天下”。
至于宠信伶人，李存勖更是花样迭出，本来他从小就喜爱音律，爱看伶人演戏。称帝前，就曾任命伶人做官以致贻误战机。灭梁之后，原被梁军俘获的伶人周匝见到李存勖，向他保举曾保护他的后梁教坊使陈浚做一郡长官，李存勖见到周匝，异常欢喜，对周匝保举的陈浚连人也不看立即应允。由于李存勖的宠信，伶人们出入宫廷内外，傲视戏弄贵族大臣。
众人气愤之余又不敢向李存勖告状，有的甚至反过来巴结伶人，以保求富贵。四处的节度使们也争相重金行贿。伶人中为害最深的就是景进。李存勖想知道宫外之事就问景进。景进由此大进谗言，干预朝政，文武大臣对他都很畏惧。同时伶人与贪官污吏又相互勾结，不但使朝廷日益腐败，还陷害忠臣良将，鱼肉百姓，搜刮民财。李存勖还用伶人做耳目，去刺探群臣的言行，置身经百战的将士于不顾，而去封身无寸功的伶人当刺史。此外，李存勖还下令召集在各地的原唐宫太监，把他们作为心腹，担任官中各执事和诸镇的监军。将领们受到宦官的监视、侮辱，读书人也断了进身之路。李存勖用人不当，直接将自己推上了灭亡之路。
