天祐十六年春正月，李存審城德勝，夾河為柵。帝還魏州，命昭義軍節度使李嗣昭權知幽州軍府事。三月，帝兼領幽州，遣近臣李紹宏提舉府事。
夏四月，梁將賀瑰圍德勝南城，百道攻擊，複以艨艟扼斷津渡。帝馳而往，陣於北岸。南城守將氏延賞告急，且言矢石將盡。帝以重賄召募能破賊艦者，於是獻技者數十，或言能吐火焚舟，或言能禁咒兵刃，悉命試之，無驗。帝憂形於色，親從都將王建及進曰：“臣請效命。”乃以巨索連舟十艘，選效節勇士三百人，持斧被鎧，鼓枻而進，至中流。梁樓船三層，蒙以牛革，懸板為楯。建及率持斧者入艨艟間，斬其竹笮，破其懸楯；又於上流取甕數百，用竹笮維之，積薪於上，灌以脂膏，火發亙空；又以巨艦載甲士，令乘煙鼓噪。梁之樓船斷絏而下，沈溺者殆半。軍既得渡，梁軍乃退。命騎軍追襲至濮陽，俘斬千計。賀瑰由此飲氣遘疾而卒。
秋七月，帝歸晉陽。八月，梁將王瓚帥眾數萬自黎陽渡河，營於楊村，造舟為梁，以通津路。冬十月，帝自晉陽至魏州，發徒數萬以廣德勝北城，自是，日與梁軍接戰。
十二月戊戌，帝軍於河南，夜伏步兵於潘張村梁軍寨下，以騎軍掠其餉運，擒其斥候。梁王瓚結陣以待，帝軍以鐵騎突之，諸軍繼進，梁軍大奔，赴水死者甚眾，瓚走保北城。
天祐十七年春，幽州民於田中得金印，文曰：“關中龜印”，李紹宏獻於行台。
秋七月，梁將劉鄩、尹皓寇同州。先是，河中節度使硃友謙取同州，以其子令德主留務，請梁主降節。梁主怒，不與，遂請旄節於帝。梁主乃遣劉鄩與華州節度使尹皓帥兵圍同州，友謙來告難，帝遣蕃漢總管李存審、昭義節度使李嗣昭、代州刺史王建及率師赴援。
九月，師至河中，朝至夕濟，梁人不意王師之至，望之大駭。明日約戰，與硃友謙謀，遲明，進軍距梁壘；梁人悉眾以出，蒲人在南，王師在北。騎軍既接，蒲人小卻，李嗣昭以輕騎抗之，梁軍奔潰，追斬二千餘級。是夜，劉鄩收餘眾保營，自是閉壁不出。數日，鄩遂宵遁。王師追及於渭河，所棄兵仗輜重不可勝計，劉鄩、尹皓單騎獲免。未幾，鄩憂恚發病而卒。王師略地至奉先，嗣昭因謁唐帝諸陵而還。
天祐十八年春正月，魏州開元寺僧傳真獲傳國寶，獻於行台。驗其文，即“受命於天，子孫寶之”八字也，群僚稱賀。傳真師於廣明中，遇京師喪亂得之，秘藏已四十年矣。篆文古體，人不之識，至是獻之。時淮南楊溥、四川王衍皆遣使致書，勸帝嗣唐帝位，帝不從。
二月，代州刺史王建及卒。是月，鎮州大將張文禮殺其帥王鎔。時帝方與諸將宴，酒酣樂作，聞鎔遇殺，遽投觶而泣曰：“趙王與吾把臂同盟，分如金石，何負於人，覆宗絕祀，冤哉！”先是，滹沱暴漲，漂關城之半，溺死者千計。是歲，天西北有赤昆如血，占者言趙分之災，至是果驗。時張文禮遣使請旄節於帝，帝曰：“文禮之罪，期於無赦，敢邀予旄節！”左右曰：“方今事繁，不欲與人生事。”帝不得已而從之，乃承製授文禮鎮州兵馬留後。
三月，河中節度使硃友謙、昭義節度使李嗣昭、滄州節度使李存審、定州節度使王處直、邢州節度使李嗣源、成德軍兵馬留後張文禮、遙領天平軍節度使閻寶、大同軍節度使李存璋、新州節度使王鬱、振武節度使李存進、同州節度使硃令德，各遣使勸進，請帝紹唐帝位，帝報書不允。自是，諸鎮凡三上章勸進，各獻貨幣數十萬，以助即位之費，帝左右亦勸帝早副人望，帝捴挹久之。《九國誌·趙季良傳》：季良嚐蘿手扶禦座，自謂輔佐之象，由是頗述天時人事以諷，莊宗深納其言。秋七月，河東節度副使盧汝弼卒。
八月庚申，令天平節度使閻寶、成德兵馬留後符習率兵討張文禮於鎮州。初，王鎔令偏將符習以本部兵從帝屯於德勝。文禮既行弑逆，忌鎔故將，多被誅戮，因遣使聞於帝，欲以他兵代習歸鎮，習等懼，請留。帝令傳旨於習及別將趙仁貞、烏震等，明正文禮弑逆之罪，且言：“爾等荷戟從征，蓋君父之故，銜冤報恩，誰人無心。吾當給爾資糧，助爾兵甲，爾試思之！”於是習等率諸將三十餘人，慟哭於牙門，請討文禮。帝因授習成德軍兵馬留後，以部下鎮、冀兵致討於文禮；又遣閻寶以助之，以史建瑭為前鋒。甲子，攻趙州，刺史王鋌送符印以迎，閻寶遂引軍至鎮州城下，營於西北隅。是月，張文禮病疽而卒，其子處瑾代掌軍事。九月，前鋒將史建瑭與鎮人戰於城下，為流矢所中而卒。
冬十月己未，梁將戴思遠攻德勝北城，帝命李嗣源設伏於戚城，令騎軍挑戰。梁軍大至，帝禦中軍以禦之。時李從珂偽為梁幟，奔入梁壘，斧其眺樓，持級而還。梁軍愈恐，步兵漸至，李嗣源以鐵騎三千乘之，梁軍大敗，俘斬二萬計。辛酉，閻寶上言，定州節度使王處直為其子都幽於別室，都自稱留後。《歐陽史》：王處直叛附於契丹，其子都幽處直以來附。
十一月，帝至鎮州城下，張處瑾遣弟處琪、幕客齊儉等候帝乞降，言猶不遜，帝命囚之。時王師築土山以攻其壘，城中亦起土山以拒之，旬日之間，機巧百變。張處瑾令韓正時以千騎夜突圍，將入定州與王處直議事，為我遊軍追擊，破之；餘眾保衡唐，賊將彭贇斬正時以降。
十二月辛未，王鬱誘契丹安巴堅寇幽州，《契丹國誌》：王處直在定州，以鎮、定為脣齒，恐鎮亡而定孤，乃潛使人語其子王鬱，使賂契丹，令犯塞以救鎮州之圍。王鬱說太祖曰：“鎮州美女如雲，金帛似山，天皇速往，則皆為己物也；不然，則為晉王所有矣。”太祖以為然，率眾而南。遂引軍涿州，陷之。又寇定州，王都遣使告急，帝自鎮州率五千騎赴之。
天祐十九年春正月甲午，帝至新城，契丹前鋒三千騎至新樂。是時，梁將戴思遠乘虛以寇魏州，軍至魏店，李嗣源自領兵馳入魏州。梁人知其有備，乃西渡洹水，陷成安而去。時契丹渡沙河，而諸將相顧失色；又聞梁人內侵，鄴城危急，皆請旋師，唯帝謂不可，乃率親騎至新城。契丹萬餘騎，遽見帝軍，惶駭而退。帝分軍為二廣，追躡數十裏，獲安巴堅之子。時沙河冰薄，橋梁隘狹，敵爭踐而過，陷溺者甚眾。安巴堅方在定州，聞前軍敗，退保望都。帝至定州，王都迎謁。是夜，宿於開元寺。翼日，引軍至望都，契丹逆戰。帝身先士伍，馳擊數四，敵退而結陣，帝之徒兵亦陣於水次。李嗣昭躍馬奮擊，敵眾大潰，俘斬數千，追擊至易州，獲氈裘、毳幕、羊馬不可勝紀。時歲且北至，大雪平地五尺，敵乏芻糧，人馬斃踣道路，累累不絕，帝乘勝追襲至幽州。《契丹國誌》：晉王趨望都，為契丹所圍，力戰，出入數四，不解。李嗣昭引三百騎橫擊之，晉王始得出，因縱兵奮擊，太祖兵敗，遂北至易州。會大雪彌旬，平地數尺，人馬死者相屬，太祖乃歸。是月，梁將戴思遠寇德勝北城，築壘穿塹，地道雲梯，晝夜攻擊；李存審極力拒守，城中危急。帝自幽州聞之，倍道兼行以赴，梁人聞帝至，燒營而遁。
三月丙午，王師敗於鎮州城下，閻寶退保趙州。時鎮州累月受圍，城中艱食，王師築壘環之；又決滹沱水以絕城中出路。是日，城中軍出，攻其長圍，皆奮力死戰，王師不能拒，引師而退。鎮人壞其營壘，取其芻糧者累日。帝聞失律，即以昭義節度使李嗣昭為北麵招討使，進攻鎮州。夏四月，嗣昭為流矢所中，卒於師。己卯，天平節度使閻寶卒。以振武節度使李存進為北麵招討使。是月，大同軍節度使李存璋卒。
五月乙酉，李存進圍鎮州，營於東渡。八月，梁將段凝陷衛州，刺史李存儒被擒。存儒，本俳優也，帝以其有膂力，故用為衛州刺史。既而誅斂無度，人皆怨之，故為梁人所襲。《九國誌·趙季良傳》：莊宗入鄴，時兵革屢興，屬邑租賦逋久。一日，莊宗召季良切責之，季良對曰：“殿下何時平河南？”莊宗正色曰：“爾掌輿賦而稽緩，安問我勝負乎！”季良曰：“殿下方謀攻守，複務急征，一旦眾心有變，恐河南非殿下所有。”莊宗斂容前席曰：“微君之言，幾失吾大計！”梁將戴思遠又陷共城、新鄉等邑。自是，澶淵之西，相州之南，皆為梁人所據。
九月戊寅朔，張處球悉城中兵奄至東垣渡，急攻我之壘門。時騎軍已臨賊城，不覺其出，李存進惶駭，引十餘人鬥於橋上，賊退，我之騎軍前後夾擊之，賊眾大敗，步兵數千，殆無還者。是役也，李存進戰歿於師，以蕃漢馬步總管李存審為北麵招討使，以攻鎮州。丙午夜，趙將李再豐之子衝投縋以接王師，諸軍登城，遲明畢入，鎮州平。獲處球、處瑾、處琪並其母，及同惡高濛李翥、齊儉等，皆折足送行台，鎮人請醢而食之；發張文禮屍，磔於市。帝以符習為鎮州節度使，烏震為趙州刺史，趙仁貞為深州刺史，李再豐為冀州刺史。鎮人請帝兼領本鎮，從之，乃以符習遙領天平軍節度使。
十一月，河東監軍張承業卒。
十二月，以魏州觀察判官張憲權知鎮州軍州事。
同光元年春正月丙子，五台山僧獻銅鼎三，言於山中石崖間得之。二月，新州團練使李嗣肱卒。是時，以諸籓鎮相繼上箋勸進，乃命有司製置百官省寺仗衛法物，期以四月行即位之禮，以河東節度判官廬質為大禮使。
三月己卯，以橫海軍節度使、內外蕃漢馬步總管李存審為幽州節度使。潞州留後李繼韜叛，送款於梁。是月，築即位壇於魏州牙城之南。
夏四月己巳，帝升壇，祭告昊天上帝，遂即皇帝位，文武臣僚稱賀。禮畢，禦應天門宣製：改天佑二十年為同光元年，大赦天下，自四月二十五日昧爽以前，除十惡五逆、放火行劫、持杖殺人、官典犯贓、屠牛鑄錢、合造毒藥外，罪無輕重，鹹赦除之。應蕃漢馬步將校並賜功臣名號，超授檢校官，已高者與一子六品正員官，兵士並賜等第優給。其戰歿功臣各加追贈，仍賜諡號。民年八十已上，與免一子役。內外文武職官，並可直言極諫，無有隱諱。貢、選二司，宜令有司速商量施行。雲、應、蔚、朔、易、定、幽、燕及山後八軍，秋夏稅率量與蠲減。民有三世已上不分居者，與免雜徭。諸道應有祥瑞，不用聞奏。赦書有所未該，委所司條奏以聞雲。是歲，自正月不雨，人心憂恐，宣赦之日，澍雨溥降。
初，唐鹹通中，金、水、土、火四星聚於畢、昴，太史奏：“畢、昴，趙、魏之分，其下將有王者。”懿宗乃詔令鎮州王景崇被袞冕攝朝三日，遣臣下備儀注、軍府稱臣以厭之。其後四十九年，帝破梁軍於柏鄉，平定趙、魏，至是即位於鄴宮。是月，以行台左丞相豆盧革為門下侍郎、同中書門下平章事、太清宮使；以行台右丞相盧澄為中書侍郎平章事、監修國史；以前定州掌書記李德休為禦史中丞；以河東節度判官盧質為兵部尚書，充翰林學士承旨；以河東掌書記馮道為戶部侍郎，充翰林學士；以魏博、鎮冀觀察判官張憲為工部侍郎，充租庸使；以中門使郭崇韜、昭義監軍使張居翰並為樞密使；以權知幽州軍府事李紹宏為宣徽使；以魏博節度判官王正言為禮部尚書，行興唐尹；以河東軍城都虞候孟知祥為太原尹，充西京副留守；以澤潞節度判官任圓為工部尚書兼真定尹，充北京副留守。詔升魏州為東京興唐府，改元城縣為興唐縣，貴鄉縣為廣晉縣，以太原為西京，以鎮州為北都。是時，所管節度一十三，州五十。
閏月丁醜，以李嗣源為檢校侍中，依前橫海軍節度使、內外蕃漢副總管；以幽州節度使李存審為檢校太師、兼中書令，依前蕃漢馬步總管；以河東節度使硃友謙為檢校太師、兼尚書令。安國軍節度使符習加同平章事，定州節度使王都加檢校侍中。是月，追尊曾祖蔚州太保為昭烈皇帝，廟號懿祖；夫人崔氏曰昭列皇後。追尊皇祖代州太保為文景皇帝，廟號獻祖；夫人秦氏曰文景皇後。追尊皇考河東節度使、太師、中書令、晉王為武皇帝，廟號太祖。詔於晉陽立宗廟，以高祖神堯皇帝、太宗文皇帝、懿宗昭聖皇帝、昭宗聖穆皇帝及懿祖以下為七廟。甲午，契丹寇幽州，至易、定而還。時有自鄆來者，言節度使戴思遠領兵在河上，州城無守兵，可襲而取之。帝召李嗣源謀曰：“昭義阻命，梁將董璋攻迫澤州，梁誌在澤、潞，不虞別有事生，汶陽無備，不可失也。”嗣源以為然。壬寅，命嗣源率步騎五千，箝枚自河趨鄆。是夜陰雨，我師至城下，鄆人不覺，遂乘城而入，鄆州平。製以李嗣源為天平軍節度使。梁主聞鄆州陷，大恐，乃遣王彥章代戴思遠總兵以來拒。時硃守殷守德勝南城，帝懼彥章奔衝，遂幸澶州。
五月辛酉，彥章夜率舟師自楊村浮河而下，斷德勝之浮橋，攻南城，陷之。帝令中書焦彥賓馳至楊劉，固守其城；令硃守殷撤德勝北城屋木攻具，浮河而下，以助楊劉。是時，德勝軍食芻茭薪炭數十萬計，至是令人輦負入澶州，事既倉卒，耗失殆半。硃守殷以所毀屋木編筏，置步軍於其上。王彥章以舟師沿流而下，各行一岸，每遇轉灘水彙，即中流交鬥，流矢雨集，或全舟覆沒，一彼一此，終日百戰，比及楊劉，殆亡其半。已巳，王彥章、段凝率大軍攻楊劉南城，焦彥賓與守城將李周極力固守。梁軍晝夜攻擊，百道齊進，竟不能下，遂結營於楊劉之南，東西延袤十數柵。
六月己亥，帝親禦軍至楊劉，登城望見梁軍，重壕複壘，以絕其路，帝乃選勇士持短兵出戰。梁軍於城門外，連延屈曲，穿掘小壕，伏甲士於中，候帝軍至，則弓弩齊發，師人多傷矢，不得進。帝患之，問計於郭崇韜；崇韜請於下流據河築壘，以救鄆州。又請帝日令勇士挑戰，旬日之內，寇若不至，營壘必成。帝善之，即令崇韜與毛璋率數千人中夜往博州濟河東，晝夜督役，居六日，營壘將成。戊子，梁將王彥章、杜晏球領徒數萬，晨壓帝之新壘。時板築雖畢，牆仞低庳，戰具未備，沙城散惡，王彥章列騎環城，虐用其人，使步軍堙壕登堞。又於上流下巨艦十餘艘，扼斷濟路。自旦至午，攻擊百端，城中危急。帝自楊劉引軍陣於西岸，城中望之，大呼，帝艤舟將渡，梁軍遂解圍，退保鄒家口。
秋七月丁未，帝禦軍沿河而南，梁軍棄鄒家口夜遁，委棄鍋甲芻糧千計。戊午，遣騎將李紹貽直抵梁軍壘，梁益恐。又聞李嗣源自鄆州引大軍將至，己未夜，梁軍拔營而遁，複保於楊村。帝軍屯於德勝。甲子，帝幸楊劉城，巡視梁軍故壘。
八月壬申朔，帝遣李紹斌以甲士五千援澤州。初，李繼韜之叛也，潞之舊將裴約以兵戍澤州，不徇韜之逆。既而梁遣董璋率眾攻其城，約拒守久之，告急於帝，故遣紹斌救之。未至而城已陷，裴約被害，帝聞之，嗟痛不已。甲戌，帝自楊劉歸鄴。梁以段凝代王彥章為帥。戊子，凝帥眾五萬結營於王村，自高陵渡河。帝軍遇之，生擒梁前鋒軍士二百人，戮於都市。庚寅，帝禦軍至朝城。戊戌，梁左右先鋒指揮使康延孝領百騎來奔，帝虛懷引見，賜禦衣玉帶，屏人問之。對曰：“臣竊觀汴人兵眾不少，論其君臣將校，則終見敗亡。趙岩、趙鵠、張漢傑居中專政，締結宮掖，賄賂公行。段凝素無武略，一朝便見大用；霍彥威、王彥章皆宿將有名，翻出其下。自彥章獲德勝南城，梁主亦稍獎使。彥章立性剛暴，不耐淩製，梁主每一發軍，即令近臣監護，進止可否，悉取監軍處分，彥章悒悒，形於顏色。自河津失利，段凝、彥章又獻謀，欲數道舉軍，合董璋以陝虢、澤潞之眾，趨石會關以寇太原。霍彥威統關西、汝、洛之眾自相衛以寇鎮定，段凝、杜晏球領大軍以當陛下，令王彥章、張漢傑統禁軍以攻鄆州，決取十月內大舉。又自滑州南決破河堤，使水東注曹、濮之間，至於汶陽，彌漫不絕，以陷北軍。臣在軍側聞此議。臣惟汴人兵力，聚則不少，分則無餘。陛下但待分兵，領鐵騎五千，自鄆州兼程直抵於汴，不旬日，天下事定矣。”帝懌然壯之。
九月壬寅朔，帝在朝城，凝兵至臨河南，與帝之騎軍接戰。是時澤潞叛，衛州、黎陽為梁人所據，州以西、相以南，寇鈔日至，編戶流亡，計其軍賦，不支半年。又王鬱、盧文進召契丹南侵瀛、涿。及聞梁人將圖大舉，帝深憂之，召將吏謀其大計，或曰：“自我得汶陽以來，須大將固守，城門之外，元是賊疆，細而料之，得不如失。今若馳檄告諭梁人，卻衛州、黎陽以為鄆州，指河為界，約且休兵。我國力稍集，則議改圖。”帝曰：“嘻，行此謀則無葬地矣！”時郭崇韜勸帝親禦六軍，直趨汴州，半月之間，天下可定。帝曰：“正合朕意。大丈夫得則為王，失則為寇，予行計決矣！”又問司天監，對曰：“今歲時不利，深入必無成功。”帝弗聽。戊辰，梁將王彥章率眾至汶河，李嗣源遣騎軍偵視，至遞公鎮，梁軍來挑戰，嗣源以精騎擊而敗之，生擒梁將任釗、田章等三百人，俘斬二百級，彥章引眾保於中都。嗣源飛驛告捷，帝置酒大悅，曰：“是當決行渡河之策。”己巳，下令軍中將士家屬並令歸鄴。