中和四年七月，李克用奉表自陈，告诉朱全忠上源驿谋杀的事。其表曰：
臣李克用，沙陀一酋长耳。父子遭遇大唐恩眷，秉节藩方。顷仗天威，收复长安，使元凶授首，宗庙再安，无非皇帝陛下威断神武，臣何力之有焉。臣帅兵归镇，便道汴梁，朱全忠邀臣入城，馆置於上源驿，俟臣酣醉，使裨将杨彦洪等纵兵围劫，阴欲杀臣，为巢贼报怨。臣部下将佐三百余人，并所带牌印，一时被朱全忠乱军劫去。臣切见朱全忠乃黄巢余孽，阴狡祸贼，异日必为朝廷患。夫救焚者，销之于曲突徙薪之时者易为力；若及燎原而後扑之，则焦头烂额矣。治疽者，疗之於血气方凝之时者易为功；若及溃痈而後治之，则腐肉伤肌矣。臣愚，欲望圣断，遣使按问，削全忠官爵。臣愿奉诏帅本道兵讨之，为国家销患於未萌，诚万全之举也。臣昧死谨言，伏候敕旨！中和四年七月二十日，臣李克用表上。
僖宗得克用所奏，不惟不能治朱全忠之罪，克用前後表凡八上，乃遣杨复恭奉使李克用军，宣谕圣旨。诏云：
览卿所奏，深知卿冤。国事方殷，姑存大体，朕为卿和解，已遣使谕朱全忠矣。廉、蔺结友，寇、贾交欢，先国事而後私怨也。今遣杨复恭谕旨，朕深望卿慕廉、蔺、寇、贾之事焉！就赐金茶合二只，犒军钱五十万缗，帛五百疋。秋凉，旨不多及。
李克用见那诏书不从起兵之请，终郁郁不平，便有攻伐朱全忠的意。八月，进李克用爵为陇西郡王。
光启元年十月，田令孜遣那朱孜、李昌苻合军攻打河中。王重荣诣李克用处求救。克用正怨朝廷不问朱全忠上源驿的公事，练军买马，结托诸胡，议攻汴州。报重荣曰：“待吾先灭全忠。扫除此等鼠辈，如拉败叶耳。”重荣再遣人求救曰：“若待大王自关东还，吾为所虏矣。不若先除君侧小人，退擒全忠，何难之有？”李克用乃上表於朝。表文云：
朱孜、李昌苻凶德参会，与朱全忠相为表里，欲共灭臣。臣不自救，死无所矣。已聚集蕃汉兵十五万，取来年大举入河北，讨平二镇。不近京城，保无惊扰。俟二镇已平，殄歼全忠，少雪上源驿之耻。臣昧死奏闻，伏候敕旨！光启元年十月日，臣李克用表上。
僖宗览克用所奏，遣使谕旨和解。克用不奉诏。十二月，与王重荣合军进屯沙苑，与朱孜、李昌苻战。孜、昌苻败走；李克用进军，迫近京城。田令孜奉僖宗车驾幸凤翔。驾才离长安，而宫室生聚，悉为乱军焚掠一空。
光启二年正月，李克用军还河中，与王重荣同写着表，奏请僖宗还宫；因数田令孜罪状，乞正典刑。僖宗皆不省视。田令孜引兵入宫门，劫僖宗幸宝鸡，从者才数百人，宰相百官皆不之知也。朱孜、李昌苻统邠、岐之兵，进逼车驾，金鼓之声，震动天地。田令孜迫僖宗离宝鸡，使王建将五百人，各执长剑为前驱。僖宗将传国宝授与王建，背负以从，登大敢领。李昌苻纵火烧阁道，王建扶掖僖宗从烟焰中跃过。六月，朱孜立襄王温，权监军国事。襄王遣使者到晋阳，赐李克用诏，言：“主上已晏驾。吾为藩镇所推，今已受册。”克用大怒，焚诏书，囚使者；遣使上表，移檄进讨。诏杨守亮将兵二万出金州，与王重荣、李克用共攻朱孜。
文德元年二月，张全义统军袭攻河阳。李罕芝奔泽州，诣李克用军前告急求救。李克用遣将军康君立督马军七千人，助李罕芝攻张全义。全义诣朱全忠军求援，全忠遣丁会统兵救全义。丁会与李存孝交战，存孝败，康君立引兵还。
昭宗龙纪元年六月，李克用大发兵，遣李罕芝、李存孝攻伐孟方立，取磁、洛二州，进取邢州。孟方立自饮药死。李罕芝还军於上党，就那三垂冈置酒，伶人奏《百年歌》，至於衰老之际，悲歌凄切，坐上有垂泣者。李存勖方五岁，在克用侍侧，乃抚髀道：“大丈夫当从少年立功名，何为悲凄於晚景邪？”克用慨然道：“此奇儿也！後二十年，必能代我战於此地也。”诸将立那方立的弟孟迁为留後，求救於朱全忠。全忠使王虔裕将甲士数百人赴援。
大顺元年二月，李克用取云州，不胜而还。四月，张濬因杨复恭以进，复附田令孜，而待复恭寖疏。昭宗知张濬与杨复恭有嫌隙，特用张濬为宰相。濬每以谢安、王导自比。李克用甚轻忽之，听得濬拜相，谓诏使道：“张公好虚谈而无实用，倾险小人也。主上采虚名而相之，他日必能交乱天下。”濬听得克用这言语，深恨之。那时有赫连铎、李臣威附会着朱全忠，皆以诛李克用为请。昭宗令省台四品以上官员会议，皆以为不可发兵讨李克用。独有张濬、孔纬两个，坚欲起兵。乃下诏削夺了李克用的官爵。濬奏给事中牛征做行台判官。征听得此命，叹曰：“国家丧乱之余，无事而横挑强寇，吾见其颠沛也。”以疾辞不行。张濬陛辞日，大言道：“俟臣先除外忧，然後为官家除内患。”盖指杨复恭也。复恭听得这说，就长乐?置酒，与濬饯别。复恭把酒，劝濬尽饮。却不道：
劝君且尽一杯酒，西出阳关无故人。
濬不肯饮，复恭却戏濬道：“相公仗钺专征，得恁地作态麽？”濬应道：“俟平贼归日，方作态也。”复恭深忌之。八月，官军到阴地关。朱全忠使骁将葛从周带马军千人，密地从地名壶关夜抵潞州城下，突围入城。张濬使招讨副使孙揆赴镇，八月离晋州起行。李存孝听得孙揆将到，将马军三百人，向那长子西谷中藏伏了，拿却孙揆及中使韩归范，将槛车管押送与李克用军前。克用表孙揆做河东副使，揆道：“咱是天子大臣，兵败拿至此，分甘一死，岂能低首下心，伏事一个镇使？”克用大怒，命左右将锯解开孙揆屍首。锯不能入，揆骂道，“死狗奴！锯人当用板夹住，汝不晓耶？”乃令以板夹而锯之，至死骂不绝口。九月，朱全忠遣军围泽州，大呼李罕芝，谓曰：“张相公围却太原，葛仆射据了潞州，旬日间，沙陀无穴自藏，相公怎有生路？”会李存孝统军至泽州，选军马五百人，绕了汴军营，大呼曰：“我即沙陀来求穴的，欲得您军肉，以饱我士卒！若有肥的，可令出战！”汴军骁将邓季筠出战，被李存孝就马上活捉过来，余军大溃。存孝乘胜攻潞州，葛从周弃城宵遁。李克用授唐君立做昭义留後，李存孝做汾州刺史。存孝以不得昭义，愤怒，始有叛意。十月，官军出阴地关。李克用使李存孝将步军五千就赵城下寨。韩建使壮士三百人夜袭存孝军营，被存孝设伏兵了出战，建兵大败。存孝乘胜直抵晋州西门，张濬出马交斗，大败而走，归城闭门拒守。会存孝统军攻取绦州，张濬、韩建带轻骑逃遁。李克用遣韩归范还朝，附表讼冤。表文云：
臣李克用，父子三代，受恩四朝。破庞勋於宪宗之朝，翦黄巢於先帝之世。黜襄王，存易定，使皇帝陛下，今日冠通天之冠，佩白玉之玺，臣之力居多焉。若以攻伐云州，为臣之罪，则拓跋思恭之取鄜、延，朱全忠之侵徐、郓，何独不诛？赏彼诛此，臣岂无辞？今张濬既已出师，则臣固难束手待尽，已集蕃汉军五十万，欲直抵蒲、潼，与濬格斗。若臣不胜，甘当削夺；不然，轻骑叫阍，顿首丹墀，诉奸回於扆座，纳制敕於朝廷，然後自拘司败，恭俟鈇钺。