天祐十六年春正月，李存审城德胜，夹河为栅。帝还魏州，命昭义军节度使李嗣昭权知幽州军府事。三月，帝兼领幽州，遣近臣李绍宏提举府事。
夏四月，梁将贺瑰围德胜南城，百道攻击，复以艨艟扼断津渡。帝驰而往，阵于北岸。南城守将氏延赏告急，且言矢石将尽。帝以重贿召募能破贼舰者，于是献技者数十，或言能吐火焚舟，或言能禁咒兵刃，悉命试之，无验。帝忧形于色，亲从都将王建及进曰：「臣请效命。」乃以巨索连舟十艘，选效节勇士三百人，持斧被铠，鼓枻而进，至中流。梁楼船三层，蒙以牛革，悬板为楯。建及率持斧者入艨艟间，斩其竹笮，破其悬楯；又于上流取甕数百，用竹笮维之，积薪于上，灌以脂膏，火发亘空；又以巨舰载甲士，令乘烟鼓噪。梁之楼船断绁而下，沈溺者殆半。军既得渡，梁军乃退。命骑军追袭至濮阳，俘斩千计。贺瑰由此饮气遘疾而卒。
秋七月，帝归晋阳。八月，梁将王瓚帅众数万自黎阳渡河，营于杨村，造舟为梁，以通津路。冬十月，帝自晋阳至魏州，发徒数万以广德胜北城，自是，日与梁军接战。
十二月戊戌，帝军于河南，夜伏步兵于潘张村梁军寨下，以骑军掠其饷运，擒其斥候。梁王瓚结阵以待，帝军以铁骑突之，诸军继进，梁军大奔，赴水死者甚众，瓚走保北城。
天祐十七年春，幽州民于田中得金印，文曰：「关中龟印」，李绍宏献于行台。
秋七月，梁将刘鄩、尹皓寇同州。先是，河中节度使硃友谦取同州，以其子令德主留务，请梁主降节。梁主怒，不与，遂请旄节于帝。梁主乃遣刘鄩与华州节度使尹皓帅兵围同州，友谦来告难，帝遣蕃汉总管李存审、昭义节度使李嗣昭、代州刺史王建及率师赴援。
九月，师至河中，朝至夕济，梁人不意王师之至，望之大骇。明日约战，与硃友谦谋，迟明，进军距梁垒；梁人悉众以出，蒲人在南，王师在北。骑军既接，蒲人小却，李嗣昭以轻骑抗之，梁军奔溃，追斩二千余级。是夜，刘鄩收余众保营，自是闭壁不出。数日，鄩遂宵遁。王师追及于渭河，所弃兵仗辎重不可胜计，刘鄩、尹皓单骑获免。未几，鄩忧恚发病而卒。王师略地至奉先，嗣昭因谒唐帝诸陵而还。
天祐十八年春正月，魏州开元寺僧传真获传国宝，献于行台。验其文，即「受命于天，子孙宝之」八字也，群僚称贺。传真师于广明中，遇京师丧乱得之，秘藏已四十年矣。篆文古体，人不之识，至是献之。时淮南杨溥、四川王衍皆遣使致书，劝帝嗣唐帝位，帝不从。
二月，代州刺史王建及卒。是月，镇州大将张文礼杀其帅王镕。时帝方与诸将宴，酒酣乐作，闻镕遇杀，遽投觯而泣曰：「赵王与吾把臂同盟，分如金石，何负于人，覆宗绝祀，冤哉！」先是，滹沱暴涨，漂关城之半，溺死者千计。是岁，天西北有赤昆如血，占者言赵分之灾，至是果验。时张文礼遣使请旄节于帝，帝曰：「文礼之罪，期于无赦，敢邀予旄节！」左右曰：「方今事繁，不欲与人生事。」帝不得已而从之，乃承制授文礼镇州兵马留后。
三月，河中节度使硃友谦、昭义节度使李嗣昭、沧州节度使李存审、定州节度使王处直、邢州节度使李嗣源、成德军兵马留后张文礼、遥领天平军节度使阎宝、大同军节度使李存璋、新州节度使王郁、振武节度使李存进、同州节度使硃令德，各遣使劝进，请帝绍唐帝位，帝报书不允。自是，诸镇凡三上章劝进，各献货币数十万，以助即位之费，帝左右亦劝帝早副人望，帝捴挹久之。《九国志·赵季良传》：季良尝萝手扶御座，自谓辅佐之象，由是颇述天时人事以讽，庄宗深纳其言。秋七月，河东节度副使卢汝弼卒。
八月庚申，令天平节度使阎宝、成德兵马留后符习率兵讨张文礼于镇州。初，王镕令偏将符习以本部兵从帝屯于德胜。文礼既行弑逆，忌镕故将，多被诛戮，因遣使闻于帝，欲以他兵代习归镇，习等惧，请留。帝令传旨于习及别将赵仁贞、乌震等，明正文礼弑逆之罪，且言：「尔等荷戟从征，盖君父之故，衔冤报恩，谁人无心。吾当给尔资粮，助尔兵甲，尔试思之！」于是习等率诸将三十余人，恸哭于牙门，请讨文礼。帝因授习成德军兵马留后，以部下镇、冀兵致讨于文礼；又遣阎宝以助之，以史建瑭为前锋。甲子，攻赵州，刺史王铤送符印以迎，阎宝遂引军至镇州城下，营于西北隅。是月，张文礼病疽而卒，其子处瑾代掌军事。九月，前锋将史建瑭与镇人战于城下，为流矢所中而卒。
冬十月己未，梁将戴思远攻德胜北城，帝命李嗣源设伏于戚城，令骑军挑战。梁军大至，帝御中军以御之。时李从珂伪为梁帜，奔入梁垒，斧其眺楼，持级而还。梁军愈恐，步兵渐至，李嗣源以铁骑三千乘之，梁军大败，俘斩二万计。辛酉，阎宝上言，定州节度使王处直为其子都幽于别室，都自称留后。《欧阳史》：王处直叛附于契丹，其子都幽处直以来附。
十一月，帝至镇州城下，张处瑾遣弟处琪、幕客齐俭等候帝乞降，言犹不逊，帝命囚之。时王师筑土山以攻其垒，城中亦起土山以拒之，旬日之间，机巧百变。张处瑾令韩正时以千骑夜突围，将入定州与王处直议事，为我游军追击，破之；余众保衡唐，贼将彭赟斩正时以降。
十二月辛未，王郁诱契丹安巴坚寇幽州，《契丹国志》：王处直在定州，以镇、定为脣齿，恐镇亡而定孤，乃潜使人语其子王郁，使赂契丹，令犯塞以救镇州之围。王郁说太祖曰：「镇州美女如云，金帛似山，天皇速往，则皆为己物也；不然，则为晋王所有矣。」太祖以为然，率众而南。遂引军涿州，陷之。又寇定州，王都遣使告急，帝自镇州率五千骑赴之。
天祐十九年春正月甲午，帝至新城，契丹前锋三千骑至新乐。是时，梁将戴思远乘虚以寇魏州，军至魏店，李嗣源自领兵驰入魏州。梁人知其有备，乃西渡洹水，陷成安而去。时契丹渡沙河，而诸将相顾失色；又闻梁人内侵，鄴城危急，皆请旋师，唯帝谓不可，乃率亲骑至新城。契丹万余骑，遽见帝军，惶骇而退。帝分军为二广，追蹑数十里，获安巴坚之子。时沙河冰薄，桥梁隘狭，敌争践而过，陷溺者甚众。安巴坚方在定州，闻前军败，退保望都。帝至定州，王都迎谒。是夜，宿于开元寺。翼日，引军至望都，契丹逆战。帝身先士伍，驰击数四，敌退而结阵，帝之徒兵亦阵于水次。李嗣昭跃马奋击，敌众大溃，俘斩数千，追击至易州，获氈裘、毳幕、羊马不可胜纪。时岁且北至，大雪平地五尺，敌乏刍粮，人马毙踣道路，累累不绝，帝乘胜追袭至幽州。《契丹国志》：晋王趋望都，为契丹所围，力战，出入数四，不解。李嗣昭引三百骑横击之，晋王始得出，因纵兵奋击，太祖兵败，遂北至易州。会大雪弥旬，平地数尺，人马死者相属，太祖乃归。是月，梁将戴思远寇德胜北城，筑垒穿堑，地道云梯，昼夜攻击；李存审极力拒守，城中危急。帝自幽州闻之，倍道兼行以赴，梁人闻帝至，烧营而遁。
三月丙午，王师败于镇州城下，阎宝退保赵州。时镇州累月受围，城中艰食，王师筑垒环之；又决滹沱水以绝城中出路。是日，城中军出，攻其长围，皆奋力死战，王师不能拒，引师而退。镇人坏其营垒，取其刍粮者累日。帝闻失律，即以昭义节度使李嗣昭为北面招讨使，进攻镇州。夏四月，嗣昭为流矢所中，卒于师。己卯，天平节度使阎宝卒。以振武节度使李存进为北面招讨使。是月，大同军节度使李存璋卒。
五月乙酉，李存进围镇州，营于东渡。八月，梁将段凝陷卫州，刺史李存儒被擒。存儒，本俳优也，帝以其有膂力，故用为卫州刺史。既而诛敛无度，人皆怨之，故为梁人所袭。《九国志·赵季良传》：庄宗入鄴，时兵革屡兴，属邑租赋逋久。一日，庄宗召季良切责之，季良对曰：「殿下何时平河南？」庄宗正色曰：「尔掌舆赋而稽缓，安问我胜负乎！」季良曰：「殿下方谋攻守，复务急征，一旦众心有变，恐河南非殿下所有。」庄宗敛容前席曰：「微君之言，几失吾大计！」梁将戴思远又陷共城、新乡等邑。自是，澶渊之西，相州之南，皆为梁人所据。
九月戊寅朔，张处球悉城中兵奄至东垣渡，急攻我之垒门。时骑军已临贼城，不觉其出，李存进惶骇，引十余人斗于桥上，贼退，我之骑军前后夹击之，贼众大败，步兵数千，殆无还者。是役也，李存进战殁于师，以蕃汉马步总管李存审为北面招讨使，以攻镇州。丙午夜，赵将李再丰之子冲投缒以接王师，诸军登城，迟明毕入，镇州平。获处球、处瑾、处琪并其母，及同恶高濛李翥、齐俭等，皆折足送行台，镇人请醢而食之；发张文礼尸，磔于市。帝以符习为镇州节度使，乌震为赵州刺史，赵仁贞为深州刺史，李再丰为冀州刺史。镇人请帝兼领本镇，从之，乃以符习遥领天平军节度使。
十一月，河东监军张承业卒。
十二月，以魏州观察判官张宪权知镇州军州事。
同光元年春正月丙子，五台山僧献铜鼎三，言于山中石崖间得之。二月，新州团练使李嗣肱卒。是时，以诸籓镇相继上笺劝进，乃命有司制置百官省寺仗卫法物，期以四月行即位之礼，以河东节度判官庐质为大礼使。
三月己卯，以横海军节度使、内外蕃汉马步总管李存审为幽州节度使。潞州留后李继韬叛，送款于梁。是月，筑即位坛于魏州牙城之南。
夏四月己巳，帝升坛，祭告昊天上帝，遂即皇帝位，文武臣僚称贺。礼毕，御应天门宣制：改天佑二十年为同光元年，大赦天下，自四月二十五日昧爽以前，除十恶五逆、放火行劫、持杖杀人、官典犯赃、屠牛铸钱、合造毒药外，罪无轻重，咸赦除之。应蕃汉马步将校并赐功臣名号，超授检校官，已高者与一子六品正员官，兵士并赐等第优给。其战殁功臣各加追赠，仍赐谥号。民年八十已上，与免一子役。内外文武职官，并可直言极谏，无有隐讳。贡、选二司，宜令有司速商量施行。云、应、蔚、朔、易、定、幽、燕及山后八军，秋夏税率量与蠲减。民有三世已上不分居者，与免杂徭。诸道应有祥瑞，不用闻奏。赦书有所未该，委所司条奏以闻云。是岁，自正月不雨，人心忧恐，宣赦之日，澍雨溥降。
初，唐咸通中，金、水、土、火四星聚于毕、昴，太史奏：「毕、昴，赵、魏之分，其下将有王者。」懿宗乃诏令镇州王景崇被衮冕摄朝三日，遣臣下备仪注、军府称臣以厌之。其后四十九年，帝破梁军于柏乡，平定赵、魏，至是即位于鄴宫。是月，以行台左丞相豆卢革为门下侍郎、同中书门下平章事、太清宫使；以行台右丞相卢澄为中书侍郎平章事、监修国史；以前定州掌书记李德休为御史中丞；以河东节度判官卢质为兵部尚书，充翰林学士承旨；以河东掌书记冯道为户部侍郎，充翰林学士；以魏博、镇冀观察判官张宪为工部侍郎，充租庸使；以中门使郭崇韬、昭义监军使张居翰并为枢密使；以权知幽州军府事李绍宏为宣徽使；以魏博节度判官王正言为礼部尚书，行兴唐尹；以河东军城都虞候孟知祥为太原尹，充西京副留守；以泽潞节度判官任圆为工部尚书兼真定尹，充北京副留守。诏升魏州为东京兴唐府，改元城县为兴唐县，贵乡县为广晋县，以太原为西京，以镇州为北都。是时，所管节度一十三，州五十。
闰月丁丑，以李嗣源为检校侍中，依前横海军节度使、内外蕃汉副总管；以幽州节度使李存审为检校太师、兼中书令，依前蕃汉马步总管；以河东节度使硃友谦为检校太师、兼尚书令。安国军节度使符习加同平章事，定州节度使王都加检校侍中。是月，追尊曾祖蔚州太保为昭烈皇帝，庙号懿祖；夫人崔氏曰昭列皇后。追尊皇祖代州太保为文景皇帝，庙号献祖；夫人秦氏曰文景皇后。追尊皇考河东节度使、太师、中书令、晋王为武皇帝，庙号太祖。诏于晋阳立宗庙，以高祖神尧皇帝、太宗文皇帝、懿宗昭圣皇帝、昭宗圣穆皇帝及懿祖以下为七庙。甲午，契丹寇幽州，至易、定而还。时有自郓来者，言节度使戴思远领兵在河上，州城无守兵，可袭而取之。帝召李嗣源谋曰：「昭义阻命，梁将董璋攻迫泽州，梁志在泽、潞，不虞别有事生，汶阳无备，不可失也。」嗣源以为然。壬寅，命嗣源率步骑五千，箝枚自河趋郓。是夜阴雨，我师至城下，郓人不觉，遂乘城而入，郓州平。制以李嗣源为天平军节度使。梁主闻郓州陷，大恐，乃遣王彦章代戴思远总兵以来拒。时硃守殷守德胜南城，帝惧彦章奔冲，遂幸澶州。
五月辛酉，彦章夜率舟师自杨村浮河而下，断德胜之浮桥，攻南城，陷之。帝令中书焦彦宾驰至杨刘，固守其城；令硃守殷撤德胜北城屋木攻具，浮河而下，以助杨刘。是时，德胜军食刍茭薪炭数十万计，至是令人辇负入澶州，事既仓卒，耗失殆半。硃守殷以所毁屋木编筏，置步军于其上。王彦章以舟师沿流而下，各行一岸，每遇转滩水汇，即中流交斗，流矢雨集，或全舟覆没，一彼一此，终日百战，比及杨刘，殆亡其半。已巳，王彦章、段凝率大军攻杨刘南城，焦彦宾与守城将李周极力固守。梁军昼夜攻击，百道齐进，竟不能下，遂结营于杨刘之南，东西延袤十数栅。
六月己亥，帝亲御军至杨刘，登城望见梁军，重壕复垒，以绝其路，帝乃选勇士持短兵出战。梁军于城门外，连延屈曲，穿掘小壕，伏甲士于中，候帝军至，则弓弩齐发，师人多伤矢，不得进。帝患之，问计于郭崇韬；崇韬请于下流据河筑垒，以救郓州。又请帝日令勇士挑战，旬日之内，寇若不至，营垒必成。帝善之，即令崇韬与毛璋率数千人中夜往博州济河东，昼夜督役，居六日，营垒将成。戊子，梁将王彦章、杜晏球领徒数万，晨压帝之新垒。时板筑虽毕，墙仞低庳，战具未备，沙城散恶，王彦章列骑环城，虐用其人，使步军堙壕登堞。又于上流下巨舰十余艘，扼断济路。自旦至午，攻击百端，城中危急。帝自杨刘引军阵于西岸，城中望之，大呼，帝舣舟将渡，梁军遂解围，退保邹家口。
秋七月丁未，帝御军沿河而南，梁军弃邹家口夜遁，委弃锅甲刍粮千计。戊午，遣骑将李绍贻直抵梁军垒，梁益恐。又闻李嗣源自郓州引大军将至，己未夜，梁军拔营而遁，复保于杨村。帝军屯于德胜。甲子，帝幸杨刘城，巡视梁军故垒。
八月壬申朔，帝遣李绍斌以甲士五千援泽州。初，李继韬之叛也，潞之旧将裴约以兵戍泽州，不徇韬之逆。既而梁遣董璋率众攻其城，约拒守久之，告急于帝，故遣绍斌救之。未至而城已陷，裴约被害，帝闻之，嗟痛不已。甲戌，帝自杨刘归鄴。梁以段凝代王彦章为帅。戊子，凝帅众五万结营于王村，自高陵渡河。帝军遇之，生擒梁前锋军士二百人，戮于都市。庚寅，帝御军至朝城。戊戌，梁左右先锋指挥使康延孝领百骑来奔，帝虚怀引见，赐御衣玉带，屏人问之。对曰：「臣窃观汴人兵众不少，论其君臣将校，则终见败亡。赵岩、赵鹄、张汉杰居中专政，缔结宫掖，贿赂公行。段凝素无武略，一朝便见大用；霍彦威、王彦章皆宿将有名，翻出其下。自彦章获德胜南城，梁主亦稍奖使。彦章立性刚暴，不耐凌制，梁主每一发军，即令近臣监护，进止可否，悉取监军处分，彦章悒悒，形于颜色。自河津失利，段凝、彦章又献谋，欲数道举军，合董璋以陕虢、泽潞之众，趋石会关以寇太原。霍彦威统关西、汝、洛之众自相卫以寇镇定，段凝、杜晏球领大军以当陛下，令王彦章、张汉杰统禁军以攻郓州，决取十月内大举。又自滑州南决破河堤，使水东注曹、濮之间，至于汶阳，弥漫不绝，以陷北军。臣在军侧闻此议。臣惟汴人兵力，聚则不少，分则无余。陛下但待分兵，领铁骑五千，自郓州兼程直抵于汴，不旬日，天下事定矣。」帝怿然壮之。
九月壬寅朔，帝在朝城，凝兵至临河南，与帝之骑军接战。是时泽潞叛，卫州、黎阳为梁人所据，州以西、相以南，寇钞日至，编户流亡，计其军赋，不支半年。又王郁、卢文进召契丹南侵瀛、涿。及闻梁人将图大举，帝深忧之，召将吏谋其大计，或曰：「自我得汶阳以来，须大将固守，城门之外，元是贼疆，细而料之，得不如失。今若驰檄告谕梁人，却卫州、黎阳以为郓州，指河为界，约且休兵。我国力稍集，则议改图。」帝曰：「嘻，行此谋则无葬地矣！」时郭崇韬劝帝亲御六军，直趋汴州，半月之间，天下可定。帝曰：「正合朕意。大丈夫得则为王，失则为寇，予行计决矣！」又问司天监，对曰：「今岁时不利，深入必无成功。」帝弗听。戊辰，梁将王彦章率众至汶河，李嗣源遣骑军侦视，至递公镇，梁军来挑战，嗣源以精骑击而败之，生擒梁将任钊、田章等三百人，俘斩二百级，彦章引众保于中都。嗣源飞驿告捷，帝置酒大悦，曰：「是当决行渡河之策。」己巳，下令军中将士家属并令归鄴。