对，只得烧营退走。
天祐五年（908年），李克用病逝，世子李存勖袭任河东节度使、晋王。同年五月，李存勖亲自援救潞州（治今山西长治），命李嗣源与周德威分兵两路，攻打梁军所筑夹城。李嗣源指挥士卒砍掉梁军布置的鹿角阵，并以柴草填平沟堑，从东北角攻入夹城。周德威随后也攻破夹城西北角。李存勖趁机发动总攻，终于击破梁军，取得夹城大捷，彻底解除潞州之围。此战，李嗣源率先攻入夹城，功居第一。
天祐八年（911年），李嗣源随李存勖参加柏乡之战。李存勖见梁军军容强盛，担心晋军怯战，便有意激李嗣源出战以鼓舞士气。他向李嗣源赐酒，道：“你看到梁军的白马都、赤马都了吗？真令人胆战心惊。”李嗣源大笑，认为梁军虚有其表。他饮掉杯中酒，而后挺身上马，率部直冲梁军白马都，生擒两员骑校。晋军士气大振，皆奋勇向前，由辰时一直打到未时，终于击溃梁军，取得柏乡大捷。此战，李嗣源在梁军阵中往来冲杀，斩获颇多，因功升任代州刺史。
天祐十年（913年），周德威征讨燕王刘守光，命李嗣源分兵攻取山后八军（在今河北省太行山北端军都山迤北地区）。李嗣源在广边军（治今河北赤城南）与燕将元行钦交战，虽七次射中元行钦，但最后也被元行钦射中大腿。元行钦最终不支请降，被李嗣源收为养子，后被李存勖索要至麾下。
天祐十三年（916年），李存勖与梁将刘鄩在故元城（在今河北魏县东）交战。李嗣源率三千骑兵鼓噪奋击，与李存勖内外夹攻，大败梁军。他随后又攻占后梁所属的磁州（治今河北磁县）、洺州、相州（治今河南安阳）等地，被改任为相州刺史。九月，沧州守将毛璋投降晋军。李嗣源奉命到沧州安抚毛璋，不久又被任命为安**节度使，出镇邢州。
天祐十四年（917年），契丹围攻幽州（治今北京），守将周德威遣使告急。李嗣源力主救援，并请率五千突骑为前锋。李存勖便让他与符存审、阎宝会师于易州（治今河北易县），一同援救幽州。李嗣源分析敌我形势，采取“潜行溪涧，袭其不备”的战术，率军翻越大房岭（在今北京周口店西），沿山涧东进。
他与养子李从珂拼死血战，击退契丹军的多次堵截，进抵幽州城外六十里处。当时，契丹骑军突然杀至。李嗣源纵马冲入敌阵，舞槌奋击，所向披靡，生擒契丹队帅。晋军随后进击，终于大败契丹，解除幽州之围。九月，李嗣源班师，进拜检校太保。
天佑十八年（921年），李