不久，李存勖亲自率领大军，前去救援遭后梁军队围攻的潞州（今山西长治），把后梁军打得大败而逃，一下子歼灭敌军一万多人，缴获的军器粮草堆积如山。朱温原来以为必胜无疑，安坐在京城里等候捷报。他听到败讯时，惊得目瞪口呆，过了半晌方才叹了一口气，说：“生子当如李亚子（亚子是李存勖的小名），我的儿子不过是猪狗罢了！”
过了几年，李存勖又率领大军，在柏乡（在今河北）把后梁军打得大败。这一仗，后梁损失更重，被杀的将士就有两万多人。从此，后梁军对李存勖产生了恐惧心理。
朱温不断吃败仗，后来又出动五十万大军，想和李存勖决战，结果还是被李存勖打得溃不成军。朱温又气又急，一病不起，912年，朱温被其子朱友珪杀死了。
接着，李存勖又出兵攻打幽州，活捉了刘仁恭、刘守光父子，把他们押回太原杀了，完成了李克用交给他的一项任务。
朱温死后，朱友珪自立为帝。次年，朱温的第三子朱友贞不服，发动兵变。朱友珪自杀，朱友贞即位做皇帝，即后梁末帝。这以后，李存勖的主要对手就是后梁末帝和契丹的耶律阿保机了。
916年，耶律阿保机称帝，这就是辽太祖。后来，契丹军进攻幽州，号称有百万之众。李存勖正在黄河沿线跟后梁军作战，他派了三个大将前去，把契丹军打得大败，解了幽州之围。过了几年，耶律阿保机又率领大军南下。李存勖亲自带领骑兵做先锋，又把契丹军打得一败涂地。耶律阿保机不得不败逃回去。李存勖接连获胜，也可以算是完成了李克用交给他的另一项重大任务了。