李存勖是李克用的长子，小名亚子，幼时体貌出众，而且忠厚沉稳，喜欢独来独往，很受李克用的喜爱。十一岁时便跟随父亲出征作战，得胜后随父亲进见唐昭宗。昭宗见了他，非常惊讶：“这孩子真是长相出奇！”然后轻抚着他的背说：“小儿日后必定是国家的栋梁之才，不要忘了为我大唐尽忠尽孝啊！”接着，昭宗又赏赐他翡翠盘等物。因为昭宗对李存勖说了一句“此子可亚其父”，意思是说使他的父亲成为亚军，超过其父，因而得名“亚子”。
李克用对聪明出众的李存勖寄予了厚望，一次，李克用出征凯旋而归，在上党（今山西长治）三垂岗打猎，岗上有唐玄宗庙，李克用便在庙前置酒，听伶人们奏乐，演奏的《百年歌》到了老年时期，声调极为苍凉凄苦，大家的心情很沉闷。这时，李克用却捋着胡子指着身边刚五岁的李存勖笑道：“老夫虽然壮志未酬，但二十年后，他肯定和我一样在此地征战，完成我的大业！”
渐渐长大的李存勖几乎是文武全才，善于骑马射箭，又精通《春秋》，喜欢音乐，懂音律，听戏演戏都很在行。称帝后与伶人同台演戏，还取了艺名“李天下”。
李存勖比起他的父亲来，谋略更胜一筹。李克用的部将多年随他征战，经常赏赐，加上他的姑息迁就，致使兵将骄悍，肆意扰民。李存勖比父亲看得远一些，请求父亲严肃军纪，李克用却置若罔闻，依旧听之任之。等到李克用病死后不久，李存勖便立即整顿军队，提高了战斗力。再如，幽州的刘仁恭是在李克用全力扶持下才得以占据幽州地区的，后来却反复无常，忘恩负义，李克用向他征兵时竟不发一兵一卒。等再次遭到朱温军队围攻时又厚着脸皮向李克用求援。李克用恨他毫无信用，不肯发兵。李存勖则劝父亲：“当时看天下形势，归顺朱温的有十分之八九，到当时黄河以北地区能和朱温对抗的只有我们和幽州、沧州了，而这两州朱温早就想吞并，如果我们不相救，日后就难有机会了。图大业者不应计较小恩怨，如今他有难，我去解救，他一定会感恩归顺于我，这是我们河东重振雄风的良机，千万不可错过。”李克用终于听从了儿子的话，出兵解了幽州之围，阻止了朱温势力的发展。还有一次，李克用与朱温争战居于下风，战事吃紧，李克用满脸愁容。李存勖就又分析形势劝说父亲：“凡事物都有盛衰的规律，我们三代尽忠于王室，纵使势力衰微无法报效也问心无愧。物不极则不反，恶不极则不亡。如今朱温已经有了篡位之心，陷害忠臣，妄称神灵暗助。但依我看来，他已经走到了极点。父亲大人应当静心休养，等他衰退之时再趁机进军。不必这样轻易就沮丧忧愁。”李存勖说得句句在理，李克用听了儿子的话，忧愁尽散，又和大家一起举杯同乐。 在李克用病死后，李存勖又充分施展了自己的谋略，不但除去内患巩固了自己的地位，而且出奇兵在潞州大破梁军的夹城，让朱温慨叹不已。
初继晋王之位，李存勖并未锋芒毕露，而是静观其变。叔父李克宁受李克用的委托，掌握军政大权，起初李克宁协助侄子李存勖内外治理，但后来却在别人的怂恿下欲取而代之，加害李存勖。李存勖在危难时刻得到了父亲旧臣张承业的大力支持，最终果断地除掉了李克宁，地位初步稳固。然后，李存勖便集中力量对付梁军，机智果敢地解了潞州之围，给朱温一个下马威。
李克用死的时候，晋军与梁军对峙潞州，李存勖想立即出兵解围，有的人认为服丧期间不宜出兵，李存勖则对众人分析道：“敌人以为我们正在服丧，肯定不会出兵作战，况且又认为我年轻，刚刚接替父亲之位，肯定没有治国能力，更不用说领兵打仗了。这样，敌人一定会精神懈怠毫无防备，如果这时我们突发奇兵，先发制人，那一定会成功的。”说服了众人，李存勖立即整军出发，直扑潞州的梁军。部队出发后，路过三垂岗，不由得想起二十年前父亲在此地饮酒所说的那番话，李存勖异常感慨，暗下决心要将梁军彻底击溃。趁着漫天浓雾，率领周德威等将领分兵直捣梁军的营寨，梁军果然毫无防备，被李存勖杀得丢盔弃甲，狼狈逃窜。这次奇袭成功大大挫掉了梁军的锐气。朱温闻讯，惊讶得张大了嘴，半晌才挤出一句话来：“生儿子就应当生李亚子这样的！李克用虽死犹生，我的儿子们与之相比，都是些猪狗之类无用的东西。”
得胜之后，李存勖回到了晋阳，也就是太原，紧接着又开始了系统的整顿改革。其实在他刚继晋王之位时就已开始了，先任命李存璋为河东马步都虞侯兼军城使，负责整顿军纪。李存璋立即部署，打击扰乱军纪的将士，诛杀了几个首领，没过几天，军纪大振，百姓们拍手称快。等破了潞州之围，李存勖又进一步全面整顿，不仅是军纪，而且涉及政治与经济各个方面。命令各州县保举贤良之人充任官吏，罢黜地方的贪官污吏。同时减轻人民的租赋税收，抚恤孤儿与老人，为民平反冤狱严厉打击盗贼。李存勖身体力行，每当路上遇到饥寒的百姓，就下马亲自慰问。从此，河东地区民心依附，百姓开始安居乐业。经济的发展反过来又为李存勖的作战提供了有力的物质保障。
对于军队的整顿更是重点，为提高战斗力，他制定了严格的军律，下令骑兵在见到敌人之前不准乘马，步兵和骑兵战斗部署已定时，必须保持严整的队形和阵式，不得随意跨越防区地界，以防止发生混乱，给敌人以可乘之机。分路进军时，到达集结地的时间不得延迟，违者斩首。这次改革收到了极大的效果，三军将士作战都勇猛向前，以一当百。同时，李存勖还将自己的音乐才能用于军队，自写歌词，自谱曲子，让将士一起放声高唱，称为御制军歌，作战前不论上一次是胜是败，都要齐唱军歌，所以将士们在作战时都忘掉了生死，唱歌打仗可算是李存勖用兵之一绝。在加上河东兵都穿着黑衣，铠甲也用黑衣包裹，所以被称为“鸦军”。不过，他们唱的军歌肯定比乌鸦唱得好听。
经过努力，不但军队的战斗力大增，经济实力也有了很大的提高，李存勖的力量比父亲李克用时要强很多，所以才能在和朱温的对抗中逐渐地占了上风，为日后夺取山东，灭掉后梁打下了坚实的基础。此后，李存勖便和后梁展开了对黄河以北地区的争夺。河北的战略地位极为重要，占据了河北，向西就可以攻击河东，向南则可以压服后梁。当时的河北地区主要有三支割据势力：王镕占据镇州（今河北正定），为成德节度使，王处直据有定州（今河北定县），为义武节度使，刘守光在幽州（今北京城西南），为卢龙节度使。三人当中，刘守光的势力最大，而王镕和王处直较弱。朱温称帝建立后梁时，三镇为保持自己的割据势力，均表示臣服归顺。而李克用也极力拉拢三镇，想趁机将河东的势力扩张到河北。
王熔和王处直由于不满朱温的猜疑与滥杀，反梁而投向了河东，朱温发兵征讨，王镕和王处直急忙向李存勖请求援兵。李存勖立即派周德威率兵作为先锋出发相救，自己亲率大部队随后增援。中途俘获了梁军士兵，得知朱温派兵遣将时曾经下令：“镇州就算是用铁铸成的，也要给我拿下来！”李存勖为激励两州将士死守的决心，派人将俘虏送到了镇州和定州。后来两军在柏乡一带展开激战，周德威与其他将领奋勇冲杀，机智调兵，最终大败梁军，取得了柏乡大战的胜利。
后来，幽州的刘守光在囚禁父亲刘仁恭夺取节度使之位后，发兵攻打镇、定地区，李存勖率军救援，而朱温则应刘守光的请求趁机再次和河东军开战，由于柏乡惨败的阴影还没有忘记，进军路上心情暴躁，以致于交战之前就杀死了几个文官，勇将李思安也被斩首。朱温自己泄了些怨气，但却使部下心神不宁，导致又一次惨败。还未碰上晋军，就有流言说晋军大部队已经铺天盖地而来。朱温如惊弓之鸟，竟丢下自己的行营大帐，奔逃到枣强（今河北枣强），与大将杨师厚一起攻城，因为守军抵抗，在攻陷后梁军竟血洗该城。河东的援兵在李存审的率领下，仅以几千人对付朱温的强兵五万。李存审在夜里先以数百名骑兵突袭梁军，朱温不敢恋战，又烧大营逃命。惊慌之中又迷失了方向，走错了路。跑出一百五十里后才发现。对滥杀成性的朱温早已恨之入骨的河北人民听说梁军又来，纷纷拿起武器到处袭击梁军，有的在地里劳动的农民也举着锄头痛击梁军。朱温这次败退，因为并没有和河东军主力交锋，所以更觉得窝火，结果一病不起，退回之后被儿子杀死。
朱友圭杀父继位后，众兄弟都不服，特别是朱温和张惠所生的朱友贞，身为嫡子，更是打起了“除凶逆，复大仇”的旗号，联合魏博节度使杨师厚兴师问罪。在杨师厚的帮助下，朱友贞得到宫中禁军的配合，最后杀死朱友圭，夺取了皇位。在五代时期，他是通过兵变夺取皇位的第一个人，从此为以后的兵变提供了效仿的先例。
但朱友贞并没有遏止后梁衰亡的趋势，相反，却加强了这种趋势。朱友贞重用为他夺取帝位出谋划策的赵岩，而且赵岩又是父亲朱温的女婿，关系亲密。但赵岩没有治国之才，只会弄权乱政，败坏风气。中央政治被他们弄得腐败了，一些老臣在他们的纵容下横行霸道，基层的官吏更是敲诈剥削，任意加重百姓的负担。朱友贞不善用人，派朱友能任陈州刺史，朱友能却只会横行乡里，纵容下属骚扰百姓，最终逼出了陈州农民起义。起义虽然被镇压，但说明后梁统治已经到了穷途末路。本来陈州是后梁的财赋重地，当初朱温能称霸中原，打败并消灭秦宗权，正是靠张全义经营陈州，全力供应才得以实现的。朱友贞却反其道而行之，这又怎么不加速自己的灭亡呢？ 就在后梁矛盾重重国势日益衰微之时，李存勖却步步得胜，集中力量灭掉了刘守光。 刘仁恭在朱温灭唐之前取得了沧州，便命长子刘守文为沧州节度使，接着进兵镇州和定州与魏博，被朱温打败后向李克用求救。朱温领兵大举进攻沧州，刘仁恭由于兵少，竟命令男子十五岁至七十岁的全部自备粮食和武器参军，男子的脸上刺“定霸都”三个字，士人则在臂上刺“一心事主”四个字，以防止逃亡。共得兵二十万，但战斗力很差。沧州被围困得出现了吃土吃人的惨相，最后由于梁将丁会降晋，削弱了梁军，加上朱温急于称帝而退兵，刘仁恭才得以维持其势力。但回到幽州后，刘仁恭却一下子昏庸起来，在西边大安山修建宫殿，广招美女，醉心于声色之中，又召僧道炼长生不老之药。儿子刘守光在后梁军再次侵扰时趁机领兵进入幽州城，派人将父亲抓回来，囚禁在幽州城。刘守文从沧州起兵讨伐大逆不道的弟弟。最后被心狠手辣的弟弟杀死。在刘守光妄自尊大，想要当北方的盟主的时候，李存勖便施了骄兵之计，和王熔、王处直一起尊刘守光为“尚父”，但刘守光并不满足，最后竟登基称帝。在刘守光派兵南下时，李存勖便趁机派周德威端了他的老巢，将刘守光和父亲刘仁恭一并抓获，押回河东处死。一对反复无常的父子得到了应有的下场。
李存勖至此完成了父亲交给的一支箭的任务，灭掉幽州和沧州后，李存勖便扫除了后顾之忧，在他正要南下夺取魏博时，恰好魏博发生了兵变，李存勖借势出兵，唾手而得魏博。从而使河东的势力逼近了后梁的生命线：黄河。 朱友贞得帝位全赖杨师厚相助，因此对杨师厚大加封赏，封邺王，加中书令衔。杨师厚手握重兵，权倾朝野，日久渐生异心。谁知未来得及行动便重病染身，一命归西了。这倒使朱友贞大快其心，还在宫中摆宴庆贺。然而，赵岩的几句话却使后梁丧失了河北重地。赵岩劝朱友贞趁杨师厚病死军中无主的机会，将魏博镇一分为二，削弱其力量，以免后患。朱友贞便下诏将魏博镇分成天雄和昭明两个镇，天雄镇仍在魏州，昭明镇则在相州（今河南安阳），然后将财物和将士均分给两镇。为防止发生变乱，先派兵北上监视，实为伺机平叛。魏州将士世代据守本地，不愿奔走他乡，于是发生了兵变，并向李存勖投降，李存勖见此良机，不禁大喜，连忙亲自领兵赶赴魏州，立即捕杀了兵变的头目八人，斩首以威慑兵变将士。同时又将杨师厚的亲兵收为自己的亲兵，以示恩宠。然后又下令严惩扰民的士卒，整顿军纪。
安定魏博内乱之后，李存勖率兵与刘寻展开了决战。刘寻在梁将当中是最有智谋的，在魏县（今河北魏县东南）受挫后，认为晋军的主力集中于魏州，其大本营晋阳（今山西太原）必定空虚，便想用奇兵直捣河东的腹心，再回头取镇州定州，然后平定河北地区。刘寻为迷惑晋军，让人做了许多草人，然后在草人的手上绑上旗子捆在驴背上，驴往返活动在城墙上，就像人在城墙上活动一样，自己则率领主力秘密地去奇袭晋阳。李存勖知道刘寻用兵诡诈，号称“一步百计”，见好几天刘寻不出战，便派人侦察实情。得知刘寻已经弃城而去时，料到他必定袭击晋阳，因为他知道刘寻擅长袭击，不擅长决战的弱点。李存勖立即派骑兵从后边急追，同时派将日夜兼程走大路赶回晋阳做防守准备。
刘寻这次偷袭并未成功，先是途中遇上阴雨天气，太行山本来就险要，加上雨天更是泥泞难行，士卒因腹泄及脚肿而死亡的高达百分之二三十之多。后又得知晋阳已有准备，只好转兵突围，想东进占领临清（今河北临西），切断晋军的粮草供应线。但晋将周德威此时已经领兵来增援，绕过刘寻军队抢占了临清，同时对刘寻又形成了夹击之势。刘寻退居莘县（今山东莘县）坚壁不出，想伺机再动。梁末帝朱友贞不懂军事，反而下诏催促刘寻速战，刘寻上报情况，认为晋军善于骑射，不宜速战，请求增发军梁，以便持久抵抗。朱友贞却斥责刘寻要粮不是破敌，而是“疗饥”，还派了宦官到前线督战。
刘寻固守半年之后，李存勖为诱其出战，放言要回晋阳，刘寻以为有机可乘，便领兵出战，在晋军优势兵力夹击之下，七万梁兵大部分被歼，刘寻和几十个骑兵逃脱。李存勖乘胜追击，扩大战果，除黎阳（今河南浚县东）外，河北之地全部占领。
李存勖占据了河北地区之后，又经过长达七年的战争，与尚有实力的后梁军队争夺黄河沿岸各个战略要点，时间之所以这么长，重要原因之一是北边的契丹常常南下骚扰幽州等地，威胁河东的安全，李存勖不得不北向抗击契丹，击败契丹势力后再整顿休息补充物资和兵员，无形之中灭后梁的时间便拖延了很长时间。还有后梁的大将王彦章等人勇猛善战，更增加了灭梁的困难。但是李存勖最后还是果断地出奇兵奔袭后梁首都，灭了这个宿敌。最终将父亲李克用所交付的三支箭的任务全部都完成了。同时增加也建立了后唐，登上了帝位
