与周德威攻取潞州，招降丁会。李嗣昭即被任命为昭义军节度使，镇守潞州。此次康怀英面对的就是这样一个对手，算得上是双方名将的对垒。此战结果完全出乎朱温的预料。
康怀英率军到达潞州之后，立刻发动强攻，希望速战速决。可是他猛攻十余日，却毫无进展，潞州城坚如磐石。康怀英无奈，只得四面筑垒，成蚰蜒堑，分兵屯守，以为久围之计。李嗣昭向晋王告急。李克用得知消息只后，不顾自己疾病缠身，毫不退让，派出了一支实力强大的援军。
李克用任命周德威为行营都指挥使，率同李嗣本、史建瑭、安元信、李嗣源、安金全等，领着五万精兵去援潞州。晋军行至高河，遇着梁将秦武，前来拦阻。周德威即麾兵杀去。秦武败走，康怀英也向梁廷请求添兵。朱温恨他无能，另授亳州刺史李思安为潞州行营都统，降康怀英为行营都虞侯。
李思安领河北兵西行，来到潞州城下，更筑重城，内防城中突出，外拒城外的援军，取名叫作夹寨。且调山东之民，运送军粮，准备垒高粮足，虎视眈眈，做好长期相持的准备。
周德威却不与他力争，只是每日遣小股轻骑抄袭。你出我归，你归我出，做为牵制梁军的计划，李思安恐怕粮车被劫，再从东南出口，筑起甬道，与夹寨相接，免得疏漏。不料周德威与部下诸将，轮番进攻，推倒城墙，填平沟堑，每日进攻数十次，前后俘斩无数。害得梁军日日不得安，夜夜不得眠，只好坚壁不出，与晋军积久相持。周德威与梁军对峙年余，虽然取得一些小的胜利，还活捉了梁军骁将黄角鹰、方骨仑，却始终不能彻底解除潞州之围。
这时，李克用命李存璋等分攻晋州、洺州，使梁军往来援应，东西奔命。朱温也发河中、陕州的将士，驰赴行营，增添兵力。两下旗鼓相当，誓决雌雄，自梁开平元年秋季开战，直至二年正月，尚未解决。
李克用因军务倥偬，半年不解。他本来有病，免不得忧劳交集，以致疽发背中。卧床数日，无药可疗，自知来日无多。李克用即命弟振武军节度使李克宁，监军张承业，及大将李存璋，吴珙，掌书记吴质等，立长子李存勖为嗣。
李存勖是李克用与侧妃曹氏所生，自幼便善于骑射，胆略过人，心性豁达，深得父亲宠爱。他爱读《春秋》，略通微言大义，而且精擅音律，可谓文武双全。
乾宁二年，王行瑜联合李茂贞、韩建，攻入长安，谋废昭宗。李克用率军勤王，讨平三镇叛乱。李存勖时年十一岁，也随军征战，并入朝献捷。昭宗见他异表，特赏他鸂鶒卮，翡翠盘，抚着他的脊背说道：“儿有奇姿，他日富贵，毋忘我家！”后来，昭宗还对人称赞他“可亚其父”。意思是说，李存勖能超过其父亲，使父亲屈居亚军。李存勖因此得名李亚子。
不久，李存勖被授为检校司空，领隰州刺史，后改领汾州、晋州。天复二年，李克用因太原两次被梁军围困，无力抗衡朱温，为此忧虑不安。李存勖劝慰道：“物不到极