结果完全乎朱温的预料。

康怀英率军到达潞州之后，立刻发动攻，希望速战速决。可是他猛攻十余日，却毫无展，潞州城如磐石。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，毫不退让，派了一支实力大的援军。

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，领着五万兵去援潞州。晋军行至河，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，外拒城外的援军，取名叫作夹寨。且调山东之民，运送军粮，准备垒粮足，虎视眈眈，好长期相持的准备。

周德威却不与他力争，只是每日遣小轻骑抄袭。你我归，你归我，为牵制梁军的计划，李思安恐怕粮车被劫，再从东南，筑起甬，与夹寨相接，免得疏漏。不料周德威与下诸将，番攻，推倒城墙，填平沟堑，每日攻数十次，前后俘斩无数。害得梁军日日不得安，夜夜不得眠，只好不，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，胆略过人，心豁达，得父亲。他读《秋》，略通微言大义，而且擅音律，可谓文武双全。

乾宁二年，王行瑜联合李茂贞、韩建，攻长安，谋废昭宗。李克用率军勤王，讨平三镇叛。李存勖时年十一岁，也随军征战，并朝献捷。昭宗见他异表，特赏他鸂鶒卮，翡翠盘，抚着他的脊背说：“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。

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：“不到极不会反复，恶不到极不会消亡。朱温威天，觊觎帝位，陷害良善，可谓是自取灭亡。我家三代尽忠王室，如今虽因势穷力屈无法报效，但也无愧于心。父亲应忍耐静观，积蓄力量，以待朱温衰弱之时再图复兴，怎能轻易就灰心丧气呢。李克用因而释然。

天祐三年，朱温遣军攻打沧州，幽州节度使刘仁恭遣使向李克用求救。李克用恼怒刘仁恭的反复无常，不愿发兵援助。李存勖却：“如今朱温已占据天下的九分之七，连魏博、成德等藩镇也归附于他，黄河以北能与之对抗的只剩下我晋国和刘仁恭了。如果我们不救刘仁恭，形势将会对我们更加不利。而若兵援助，可使我晋国重振雄风，万不能因嫌怨而失此良机。”李克用遂遣军攻取潞州，迫使朱温由沧州撤兵。