李克用53歲時死，李存勖繼位為晉王。方繼位，上黨被後梁所困。李存勖召集諸將說：“上黨河東之藩蔽，無上黨亦無河東也。且朱溫所憚者，獨先王耳，聞吾新立，以為童子未諳軍旅，必有驕怠之心。若簡精兵倍道趨之，出其不意，破之必矣，取威定霸，在此一舉，不可失也。”於是，立即率軍從晉陽出發，直取上黨。果然梁軍不備，李存勖乘大霧突襲梁軍，大獲全勝，一舉安定了河東局勢。此後，他息兵行賞，任用賢才，懲治貪官惡吏，寬刑減賦，河東很快大治。後梁開平五年(911)，李存勖又與朱梁王朝在高邑決戰，再敗後梁軍，此後，朱溫一聽晉軍，就談虎色變。
李克用臨死時，交給李存勖三支令箭，遺囑完成三項事業：一是討伐劉仁恭，攻克幽州(今北京一帶)；二是討伐契丹，解除北方邊境威脅；三是將篡唐自立的後梁朱全忠消滅。這樣，他們的地位就可以鞏固。
李存勖將三支令箭藏在李克用神廟裡，每次出征，就將其中一支用錦囊裝起來帶在軍前，取得勝利回來，再將箭還供於李克用神廟裡，表示完成了任務。李存勖經過l5年的南征北戰，消滅了幽州的劉仁恭(劉守光)和後梁勢力，大敗契丹，基本完成了父親的遺命。公元923年，李存勖在魏州稱帝，國號唐，即後唐莊宗。李存勖通音律，能作曲，喜歌舞。
即位後，自以為天下一統，外無強敵，驕傲自大，殘暴荒淫，任用伶官，不理朝政。整天與伶人化裝唱戲，親自扮演角色，並自號“李天下”。一次唱戲時，連喊兩聲“李天下！李天下！”被一伶人上去扇了耳光。
李存勖問為什麼打他，伶人說：“李(理)天下只有一個，為什麼你連喊兩聲！”李存勖聽了，不僅未責伶人，反而予以賞賜。因此，眾叛親離，天下大亂，同光三年(925)，部隊叛亂，李存勖在混亂中中箭而死，帝位被李嗣源奪去。
