可李存勖沒有想到，李嗣源居然也被亂兵“劫持”了，亂兵當然和李嗣源無仇，但他們已經對李存勖失去了信心，強行推立李嗣源爲皇帝，並說“請今上當河南皇帝，令公當河北皇帝。”李嗣源號哭不從，可亂兵哪裡肯聽，簇擁李嗣源來到魏州，和趙在禮一夥合在一處。李嗣源在軍界威望甚高，早就對李存勖心懷不滿的軍隊高層願意奉李嗣源爲主，李嗣源“不得不”勉從所請，說要是去洛陽見皇帝李存勖把事情說明白，當然是帶兵去的。（都說趙匡胤陳橋驛兵變是抄郭威的老文章，其實郭威也是從李嗣源這裡學的本事。）
李嗣源畢竟和李存勖知根知底，還是有些猶豫，萬一事變，滅族是肯定跑不了的。這時，他的寶貝女婿石敬瑭站出來說話：“幹大事者不能猶豫不決，我們現在已經沒了退路。”李嗣源問他下一步如何走，石敬瑭到底有些本事，獻計道：“汴梁扼中原咽喉，只要我們得到汴梁，成便進取中原，不成還可以退保河北。”李嗣源點頭稱是，便讓石敬瑭率兵偷襲汴梁。
李存勖見形勢亂成這樣，不親自出馬是不行了，放眼朝野，唯一有資格和李嗣源做對手的也只有他這個皇帝。文武羣臣見皇帝親征，便請求李存勖給軍隊加餉，以保證戰鬥力。可沒想到劉皇后居然帶着幾個年幼的皇子抱着幾個銀盆站在羣臣面前，說“我們家現在窮的叮噹響，哪有錢犒什麼軍？覺得這幾個盆值錢，拿去好了。”衆人哪見過這個架式，伸舌而退。
李存勖覺得自己還是有把握戰勝李嗣源的，可他率領的大軍還沒走多遠，軍隊逃亡大半。在亂世中，軍權就是政權，而且軍人多享有高度的“自由”，他們參軍就是追求富貴，誰給的價碼高就跟誰。這些人在李存勖和李嗣源的pk中都把寶押在了李嗣源身上，所以趁機逃亡，奔向李嗣源。
同光四年（公元926年）三月，當李存勖來到萬勝鎮（今河南中牟西北）時，聽說李嗣源軍已經攻下汴梁，距自己不過百餘里，而且自己手下士兵不滿萬人，帶來的可是兩萬五千人啊。李存勖心中悽惶，喝了一通悶酒，然後返回洛陽，再做打算。在回洛陽的途中，李存勖還勸慰將士們：“朕知道你們跟着朕也很不容易，家裡老小都要奉養，魏王繼岌帶着成都的金帛就回來了，等回京後朕一文不要，全都給你們。”本以意爲衛士們會山呼萬歲，哪想衛士都不冷不熱的回答：“陛下的賞賜太晚了，即使給了，將士們也不會再領陛下的盛情。”李存勖混到如此淒涼的地步，不禁放聲痛哭。
李存勖前腳剛回到洛陽，石敬瑭就已經跟到了汜水關（今河南滎陽西北），形勢非常的不妙。這時宰相豆盧革勸說李存勖：“陛下不必過於驚慌，魏王殿下的西征軍很快就能趕回來，勝負未分之際，還請陛下據守汜水，不能讓叛軍過來，否則大事真要去了。”李存勖覺得有理，決定再做最後一博，調集他所能調動的所有精銳部隊，東征和李嗣源決戰。
一切準備就緒後，李存勖陣兵於城外，步騎兵種俱全，如果這支部隊能夠忠於李存勖，那麼李存勖還是有很大的機會翻盤的。但李存勖沒有想到，他輝煌的人生並不是結束於他的世仇朱友貞，也不是結束於他的幹兄長李嗣源，而是結束於一個叫郭從謙的無名之輩。而且，不是結束於兩軍陣中，而是他的洛陽城中。
郭從謙原來是個戲子，因爲戲演的好（藝名叫郭門高），所以“演而優而仕”，當上了從馬直指揮使。郭從謙看到李嗣源來勢洶洶，而李存勖則如喪家之犬，知道李存勖大勢已去了，就煽動士兵說：“皇帝信不過咱們，早晚要把我們活埋了。現在李令公大軍西進，不久便攻克洛陽，願意跟我取大富貴的就去幹掉昏君，立下奇功。”軍爺們一聽，都說“有道理！”，於是便在洛陽城中造反。亂兵以郭從謙爲首，喧譁着攻打興教門。
李存勖正在後殿用餐，聽說郭從謙在自己的眼皮子底下造反，非常的憤怒，久違的血性也涌上來，率着侍衛去和亂兵拼命。可架不住亂兵人多勢衆（爲什麼亂兵這麼多？李存勖應該反思！），破城而入，雙方展開了肉博戰。李存勖在亂戰中被叛軍用箭射傷，躲在絳霄廡下休息。李存勖不想等死，一狠心，把箭從肉中拔出來。可由於傷勢過重，又沒得到及時的治療。沒過一會，這位身經百戰、滅梁平蜀的一代梟雄便命喪黃泉，死年四十三歲。
李存勖死後，侍衛們都對着李存勖的屍體行了大禮，然後大哭而去（其中有兩個人：王全斌、符彥卿）。只有一個叫善友的戲子哭着把李存勖的屍體放在樂器中，燃起一把大火，把樂器堆裡的李存勖屍體燒成灰燼。
當初李存勖消滅樑朝進入洛陽城時，天下人都把李存勖比成漢光武帝劉秀，覺得唐朝中興指日可待，也沒有因爲他是胡人而對他有偏見。只是所有的人都未曾料到，僅僅三年，所謂“大唐中興”的神話便在沖天火光中中徹底破滅，留下的只是一堆難以辨認的骸骨，和歷史無盡的感慨。
王夫之評價李存勖：“存勖可以忍敗，而不足以處勝，故勝則必傾。敗則唯死而已，勝則驕淫侈靡。”這個觀點非常正確，李存勖之所以失敗，並不是因爲他的智力，而是因爲他的度量：做天下共主的度量，所以王夫之說他“有智無量”。
李存勖“因驕致敗”的悲劇和前秦苻堅“因寬致敗”的悲劇雖然性質不同，但有一點是共同的，就是他們的失敗其實就是性格的失敗，他們其實都很單純，但單純的人往往在社會的生存競爭中遇到強大阻力。人是單純的，但社會從來就沒有單純過。性格決定命運，就是這個道理。
李嗣源被亂兵“強迫”着來到洛陽，看到李存勖的屍骨，未免落下幾滴眼淚，但心裡肯定是歡快的很。李嗣源輕拭眼角，對前來拜見的文武百官們說：“現在形勢非同往日，大家要做好各自的本職工作，等到魏王回京繼位。至於我本人，安葬好大行皇帝后，我就回到成德，到時就不用大家送行了。”
話說的很動聽，可宰相豆盧革等人哪個不是官場的瑠璃蛋子？都是身經百戰刀槍不入的主兒，哪個不亮事？馬上就進行勸進，李嗣源當然不能答應，戲還沒演完呢，豆盧革等人就說“現在國家無主，四海播蕩，除了太尉您外，還有誰能抗起這副重擔？這不僅是我們的願望，更是天下人的願望！”李嗣源“架”不住衆人的勸說，勉強先答應做監國。
等李嗣源戲演的差不多了，這纔在洛陽宮中稱帝。租庸使孔循上言：“唐祚終矣，請陛下更建新朝，擬個國號。”李嗣源裝白癡，問身邊人：“什麼是國號？”
左右皆答：“先帝本姓朱邪，因有功於唐朝，更李姓，繼昭宗後，滅樑復仇。而今陛下新創大業，自當更國號，以與先帝有所區別。還有，先帝新滅樑朝，樑人未必心服，所以樑人多不願陛下再稱什麼唐朝。”
李嗣源搖頭：“不可以！我十三歲就事獻祖文皇帝，獻祖以我爲宗親，後又事太祖皇帝三十年，先皇帝二十年。縱橫拼殺，冒刃血戰，身被百創，什麼苦沒吃過？太祖天下就是我的天下，先帝天下就是我的天下。何況同宗異國，事出何典？此事就這樣，還稱大唐。”
衆人還有異議，吏部尚書李琪站在李嗣源一邊：“殿下本李家勳賢，有大功於先帝，與先帝親若手足。如果更改國號，則等於視先帝於路人，先帝梓宮將何所依？”
李嗣源不再想就事多做糾纏，決定國號不變。李嗣源又做了一回好事，追諡李存勖爲莊宗皇帝。國號是虛的，權力纔是真的，有權走遍天下，無權抗着國號也沒什麼用。
李存勖死後，他摯愛的劉皇后卻和他弟弟李存渥捲起金銀逃到了晉陽，兩人在路上做了回露水夫妻。結果晉陽留守李彥超拒絕他們入城，李存渥在逃亡路上被部下所殺，劉皇后乾脆逃到尼姑庵裡落了發，想與花花世界說再見。可李嗣源容不下這個“紅顏禍水”，派人把她給殺了。
而名義上的西征軍主帥魏王李繼岌已經回師，行至渭南（今陝西渭南），接到父親李存勖已經兵變身死的噩耗，一時想不開，找條繩子上吊死了。隨軍的行軍司馬任圜帶着西征軍回到洛陽，拜倒在李嗣源門下。