李克用亲自给他解衣敷药，并亲手端过一杯酒来，抚着他的后背说：“我儿真是神人啊，如果没有你，今天就要被葛从周讥笑我没有良将了。”
李存勖刚刚继位后不久，出兵救援潞州。李嗣源率领一部突击骑兵与周德威同时进兵。
李嗣源在早晨到达了两军夹城的东北角，命士兵用斧头砍去鹿角，然后背来柴草填平壕沟，一举攻克夹城。
不久，周德威也在西北边攻破夹城，晋军一战大破梁军，尽毁夹城，取得了夹城大捷，从而彻底解除了潞州之围。
解围之战，李嗣源功居第一。
柏乡大战中，两军对阵之时，李存勖觉得梁军气势很盛，担心将士畏惧不前，对战局不利，于是手持银制巨杯给李嗣源赐酒忽悠他说：“爱卿看见梁军的白马和红马部队了吗？看着几乎要吓破人胆，破敌立功还要靠你啊。”
李嗣源毫不在意地说：“他们这是徒有虚表，这些东西明天就会归我们所有了。”
李存勖听后一拍大腿接着忽悠道：“爱卿已经气吞敌军了，我军必胜！”李嗣源接过酒杯将酒一饮而尽，然后挺身上马，率领一百骑兵黑旋风般地冲入梁军的白马阵。
当时晋军都穿黑色军衣。被称为“鸦军”，战斗力很强。而归李嗣源率领的骑兵更是精锐中的战斗机。
李嗣源一马当先，率领这一百精兵像一把尖刀插入敌阵。铁锤长槊齐下，左冲右突，
最终活捉梁军两名骑兵将官得胜而回，大大挫掉了梁军的锐气，而附着在李嗣源铠甲上的箭羽也像刺猬身上的尖刺一样多。晋军大受鼓舞，在李嗣源的率领下，一天之内，
双方交战多达百次，杀伤和俘虏的两军无数。此战晋军大胜，李嗣源因功被加授代州刺史。
李存勖派周德威征讨幽州刘守光时，李嗣源奉命领兵支援，与刘守光麾下猛将元行钦狭路相逢，双方交战达八次之多，元行钦也十分骁勇，与李嗣源酣战不止，
但无奈，李嗣源的射击水平太高了。元行钦屡次被李嗣源射中，
但李嗣源也被元行钦射中大腿，李嗣源忍痛拔下利箭，与元行钦再战。最后，元行钦无法力敌，让人将自己绑起来。请求归降李嗣源。
李嗣源很是大度，没有忌恨元行钦。反而抚摸着他的后背说：“你这后生真是个壮士啊！”最终幽州平定。
后来，契丹兵围攻幽州长达六个月之久。守将周德威向李存勖告急。李存勖召集众将商议对策，大家都说：“敌人不会长久围攻，如果掠夺不到什么东西，便会在吃完所带粮食之后自动退去，到那时再从后追击，必获全胜。”
李嗣源却持相反意见，说：“周德威尽忠报国，现在孤城被围，危在旦夕，我们不能像以前那样等敌人撤退时予以追击了。我愿领骑兵五千作为先锋前去援救周德威。”
李存勖也很赞同他的意见，于是命李嗣源、阎宝及李存审率领步骑兵即刻进兵支援。
在七万多步骑兵到达易州集结时，李存审说：“现在敌众我寡，契丹兵以骑兵居多，而我军则以步兵局多。如果在平原旷野上与敌人相遇，一旦敌人的骑兵来冲击我们的部队，那我军就会有全军覆没的危险。”
李嗣源说：“契丹兵虽然强大，但他们作战基本没有后援，而是以剽掠补充给养。我军则是辎重相随，供应充足。
假如在平原和敌人遭遇，军粮和辎重被他们截走，我们就会不战自溃。为保险起见，我军最好走山路，以隐蔽我军的踪迹，出其不备地到达幽州后再与城内的守军会合，再一同抗击打退敌人。
万一在途中与敌人相遇，我们就凭借有利地形击溃敌兵。”从易州出发后，李嗣源与养子李从珂领骑兵三千作为先锋在山中一路行进，在距离幽州六十里的地方和契丹骑兵遭遇，契丹兵看到晋军后，惊慌得连忙后退。
晋军趁契丹兵后退之际从两翼跟进追击。
契丹兵在山上走，晋军则在山涧中行进，每当走到谷口的时候，契丹兵便袭击晋军，李嗣源父子率军猛烈还击，部队才得以击退敌兵，继续前进。最后到达山口时，契丹骑兵已经有万人列阵挡在了前面。