之后，李克用纵容沙陀军队抢掠阳曲、榆次，然后打算北归，也不管僖宗的诏命了。北归途中，沙陀军遇上了罕见的大暴雨，干脆武力占据了忻、代州，留居在那里。河东节度使郑从谠一点都不敢放松，派遣教练使论安等率军驻扎于百井，防备沙陀军的袭击。

    显然，此时中原的局势已经相当复杂，不仅仅是农民军与唐朝廷之间的对抗那么简单。像李克用与郑从谠因小矛盾就互相攻打、置朝廷诏令于不顾的现象在当时已经相当普遍。节度使与节度使之间，节度使与监军之间，经常动不动兵戎相见。甚至连地方悍民都聚众生事，占地为王。寿州屠户王绪与妹夫刘行全见天下大乱，竟然聚集五百多人，占据寿州。一个月后，又攻陷光州，王绪自称为将军。在这样的情况下，唐朝廷竟然还任命王绪为光州刺史。这时候，局面之复杂，已经远非唐朝廷所能控制，社会大动荡实际上从这时候已经开始，后来的五代十国不过是延续而已。

    李克用占据忻、代二州后，又屡次上表向僖宗请降。僖宗不胜其烦，因义武节度使王处存与李克用是世代姻亲，僖宗诏令王处存告诫李克用：“如果你是真心诚意地归附，就应当暂且回到朔州等待朝廷的命令。如果仍象从前一样暴虐横行，朝廷就会派河东和大同的官军一同进行讨伐。”但李克用没有听从。

    这时候，尽管朱温已经投降了唐朝廷，占据长安的黄巢的兵势还比较强大。唐河中节度使王重荣提议重新召回李克用，以对抗黄巢军。于是，由宰相王铎出面，召李克用到河中，并谕劝河东节度使郑从谠不要再与李克用相争。于是，李克用带领一万七千沙陀军再次南下，赶往河中，但不敢进入太原境内，怕遭受郑从谠军袭击。李克用还带着几百骑兵到晋阳城下与郑从谠告别，郑从谠也装模作样地赠送给他名马、器具和钱币等。

    中和二年（882年）十二月，李克用军至河中（今山西永济），与黄巢军隔河相望。前面已经讲过，唐朝廷和黄巢都使出了手段来拉拢李克用，只不过黄巢比较失策，只送上了李克用的杀弟仇人和金银珠宝，所以失去了与李克用结盟的机会。

    从中和三年（883年）正月开始，李克用及其鸦儿军开始大出风头。正月，李克用在沙苑打败黄揆（黄巢的弟弟）。二月，李克用大破尚让十五万人马，激烈的战斗从中午一直到傍晚，尚让农民军大败，农民军损失惨重，“伏尸三十里”。接着，李克用在零口再败黄巢援军，进军渭桥。

    李克用还派将领薛志勤、康君立等人夜间潜入长安城，四处杀人放火，焚烧财粮，搞得长安城中人心不安，大为惊慌。

    中和三年（883年）夏四月初八，李克用等从光泰门进入京师长安，黄巢率军顽强抵抗，但见唐官军势大，便放火焚烧宫殿后逃跑。唐官军进入长安后，再一次横暴抢掠，与农民军没有什么两样。不过，此时长安城内的房屋和百姓已经所剩无几，实在没有什么可抢的了。

    黄巢从蓝田进入商山，见唐官军紧追不舍，便下令往路上扔上金钱珍宝。追踪而至的唐官军见钱眼开，争相抢夺，也没有人再继续追击，黄巢就此逃脱。

    李克用率先进入京城，夺了头功，因功加官同中书门下平章政事（宰相）、陇西郡公，不久又加金紫光禄大夫、检校右仆射、河东节度使，时年方二十八岁。在替唐朝廷收复京师长安之战中，“功第一，兵势最强，诸将皆畏之”。从此，李克用由镇压黄巢起义发迹，依仗其军事实力，成为唐末政治舞台上风云人物之一。

    李克用退回河东后，就开始扩展地盘，加强自己的势力。他攻陷潞州，让堂弟李克修任昭义节度使。

    此时，黄巢虽然退出长安，但实力犹在，挥军逼近汴州。这时，朱温任唐宣武节度使，镇守汴州。他对以前的老上司有畏惧之心，自知无力阻挡黄巢的进攻，便向李克用求援。李克用正志得意满，打算趁机一显身手，就欣然应邀。中和四年（884年）春天，李克用率兵五万，自河中南渡，连败黄巢军。黄巢骁将尚让见势不妙，率众向唐将时溥投降，其余几个大齐将领也向朱温降。

    此时，农民军失败大局已定，黄巢起义军只好退走山东。李克用率兵穷追不舍，想将黄巢一网打尽，一日一夜行军二百里，大军难以跟上，最后仅数百人骑兵跟上李克用。因为人困马乏，粮草缺乏，李克用只好退还汴州。在这次追击中，李克用捉住了黄巢的幼子，还缴获了黄巢乘坐的车马、仪仗、龙袍、符节和印章等物。

    而黄巢被李克用这次穷追猛打之后，也仅剩下千余人，不久，在莱芜（今山东莱芜）又遭到唐将时溥的围攻，逃到狼虎谷（今山东莱芜东南）时，身边只剩下少数几个亲信，黄巢绝望至极，自杀身亡。

    李克用到汴州后，在城外扎营。“地主”朱温为答谢李克用出兵相助，特地在汴州驿馆上源驿设宴款待，为其庆功接风。李克用新建战功，志得意满，欣然赴约。他没有想到，这是一场充满杀机的夜宴。

    当晚，朱温大排宴筵，“礼貌甚恭”。李克用连同监军陈景及亲随数百人出席了宴会。这是一次历史性的酒宴，日后朱温和李克用二人分别成为了后梁与后唐的开国皇帝，只不过目前二人都还不知道而已。

    李克用年轻气盛，加上自认为对朱温有恩，因此在酒席上极为骄横放纵。他自以为是大唐的功臣，内心深处本来就看不起流寇出身的朱温，酒醉之后，言语之间就慢慢流露了出来，对朱温多傲慢侮辱之词，有恶语伤人之处

    朱温从来就不是个有胸襟之人，心里愤愤不平。他投降唐朝廷之后，极受重用。李克用的突然崛起，一度威胁到他的地位。朱温本来就妒火中烧，被李克用轻辱后，心中动了杀机。不过，李克用武艺超群，威名远扬，当时无论是农民军，还是唐将领，都很害怕他。加上他的亲随们一身黑衣，令人望而生畏。所以，朱温虽然怀恨在心，却没敢当场发作，反而加意劝酒，将李克用灌得大醉。

    宴会结束后，李克用等人因饮酒大醉，酒将衣襟都打湿了，当晚便留宿在上源驿。朱温离开上源驿后，一脸不高兴。一直跟在他身边的宣武将杨彦洪见识了李克用在酒宴上的无礼，便劝朱温连夜杀死李克用以绝后患，还特意提醒说：“胡人急则乘马，事起后，看见乘马的人一定要用箭射杀。”