李存勖灭刘仁恭及契丹大举南下：
李克用于天佑五年（908）重病去世，其子李存勖即位。在平定内部李克宁之乱后，立即南下潞州击败梁军，取得潞州之战的胜利，稳定了河东的局势。两年后在柏乡之战中，又击败梁军，使得河朔藩镇中的成德、义武两镇也倒向了李存勖的晋王国。在河东、河北两方向局势得到初步改观后，李存勖开始重点对付刘仁恭、刘守光父子，消灭这一后患。
当时刘仁恭、刘守光父子占据原唐末幽州、横海两节度使的区域，虽然实力还不如后梁朱温、河东李存勖，但实力仍不如小觑。为此，李存勖先采用骄兵之计，联合成德、义武、昭义、振武、天德五镇，遣使奉册，共尊刘守光为尚父，以滋长其野心。刘守光却以为六镇是畏惧幽州兵威，更是骄狂。他得知尚父无权祭天、改元，不顾幕府诸将反对，于天祐八年（911年）八月在幽州悍然称帝，国号大燕，史称桀燕。是年十二月，李存勖命河东晋军蕃汉马步总管周德威兵出飞狐口，成德的赵国王镕部将王德明、义武的北平国王处直部将程岩会师易水(易县南)，克岐沟关(涿州西南)，进逼幽州，以救易定。刘守光忙向后梁求救。朱温亲率大军北上，命杨师厚围攻枣强，又命贺德伦攻打蓚县（治今河北省景县）。但梁军虽攻破枣强，却在蓚县被晋将符存审、史建瑭击败。时幽州未下，周德威遣诸将先取外围，孤困幽州。晋军转战逾年，先后占领顺、檀、儒州及古北口、居庸关等要地。燕军孤立无援，向契丹乞师，并遣元行钦出山北募兵未果。十年九月，自率5000兵向北突围，遭周德威截击，败回幽州。十一月，晋王督军猛攻，破幽州，擒刘守光，燕亡。刘仁恭父子也全部被处死。
河东李存勖连败梁军并击灭幽州，使得李存勖的晋国得以一改颓势，重新振作。而枭雄一生的朱温也慨叹道：“我经营天下三十年，不意太原余孽更炽如此！吾观其志不小，天复夺我年，我死，诸儿非彼敌也，吾无葬地矣！”不久于后梁乾化二年（912）被杀。朱温被杀、李存勖灭幽州，使得李存勖声威大震，同时也基本占领河东、河北两道的大部区域，开始改变了梁晋的实力对比。成德王镕、义武王处直相继遣使入晋，共推李存勖为尚书令。李存勖依礼三辞，而后接受尚书令之职。他在太原开设霸府，建立行台，以唐朝皇帝的名义承制任命官吏。
李存勖灭燕大体掌控整个黄河以北后，也使得晋国实力大增，同时也使得契丹与河东集团失去了中间缓冲地带，双方的矛盾必然大增。契丹也在天佑十三年（916）开始大举进攻晋国的控制区域。天佑十三年（916），阿保机率兵三十万，自麟、胜二州攻陷晋蔚州，擒晋振武节度使李嗣本。同时求货于大同防御使李存璋，存璋斩其使；契丹围存璋于云州。时李存勖与梁夹河而战，闻讯亲自率兵救云州，至代北，“契丹闻之，引去，王亦还”。鉴于契丹对代北的入侵，李存勖加强防务，提高沿边军镇的防御地位，大同防御使升级节度使，仍以名将李存璋镇守。此次契丹寻衅入侵，由于李存勖及时回军反击，阿保机便撤出晋境，也不敢与晋军正面争锋，然而却奠定了李存勖以武力坚决反击契丹南进政策的基础。
同年，李存勖之弟威塞军防御使李存矩，在新州奉命募山北部晓勇及原刘守光之旧卒南下从晋军伐梁，存矩严苛，众谋作乱，杀存矩，拥寿州刺史卢文进还新州，周德威遣兵追讨，卢文进帅众奔契丹。次年三月，卢文进引契丹兵急攻新州，刺史安金全不能守弃城而遁，契丹以卢文进部将刘殷为刺史。李存勖命周德威攻新州，旬日不克。阿保机亲自率军三十万救之，周德威寡不敌众，大为契丹所败。契丹乘胜围攻幽州，周德威遣使告急晋王。夏四月，晋王命李嗣源将兵先进，阎宝率镇定军继进，又命李存审将兵接援。李嗣源、阎宝、李存审三将会于易州，自易州北循山而行，李嗣源率三千骑为前锋。至幽州六十里，与契丹兵遇，大败契丹。
阿保机从李存勖手中夺取幽州的尝试失败后，又利用河北地区亲契丹势力，扶持傀儡。天佑十八年（921），赵王王镕的部将张文礼发动兵变，杀王镕父子并诛灭其族，张文礼自为镇州留后。然张文礼杀主夺位，常惧李存勖兴师问罪，因此南通朱梁、北结契丹，晋往往擒获张文礼使者，遣人送还，希其悔改，张文礼愈加恐惧。此年八月，庄宗遣阎宝、史建塘及赵将符习等率军进讨。师兴张文礼病发，及闻史建塘攻克赵州，惊悸而卒。其子张处瑾、张处球秘不发丧，军府内外，无人知晓。张处瑾与其心腹韩正时参决大事。次年三月，阎宝为张处瑾所败，李存勖以李嗣昭代之。四月，李嗣昭阵亡。继命李存进进讨，李存进亦战残。李存勖以符存审为北面招讨使攻镇州。此次攻镇州，在连折三将的情况下，最终还是拔除了河北地区的亲契丹势力。
李存勖讨张文礼时，王处直以平日镇、定互为唇齿，瞬泊镇亡而定孤，因此极力谏阻对张文礼的征讨，以晋王正在与梁对峙为由，请救张文礼。王处直害怕，以新州地邻契丹，乃遣人告诉其了王郁，“使赂契丹，召令犯塞，务以解镇州之围”。王处直养子王郁担心事成之后王郁夺取自己的嗣位，杀王处直自为留后，并告知晋王李存勖,晋王以王郁代处直。
王郁诱诏契丹阿保机，曰:“镇州美女如云，金帛如山，天皇速往，则皆己物也，不然，晋王所有矣”。阿保机悉发部而南。十二月，契丹攻幽州，李绍宏婴城固守，契丹军长驱直入，遂围涿州，旬日攻克，擒刺史李嗣弼，进攻定州。王都告急于晋王，晋王自镇州率军五千救援，又遣神武都指挥使王思同将兵狼山以南拒契丹。
晋王至新城，巡骑言契丹兵前锋已宿于新乐，渡沙河而南。晋王自率铁骑五千先进，契丹万余骑见晋军惊逃，晋王分军追击，获契丹王之子。契丹兵渡沙河，桥狭冰薄，坠河溺死者甚众。阿保机在定州城下，败兵至，举众退保望都。晋王追击望都，契丹逆战，晋王率亲军先进，李嗣昭引三百骑横击，契丹大败。经过以上几次战役，李存勖消灭了河北地区亲契丹势力，重创了契丹入侵。
幽州之战和平定镇州叛乱，是李存勖集团与契丹在后唐建国前的两次大规模的主力对决，李存勖集团最终战胜了契丹。契丹因为两战失败，暂时无力大规模南下，趁乱夺取幽州的企图得以破产，同时开始专心消灭后方的渤海国。而李存勖也因为幽州之战和平定镇州叛乱，得以稳定了河北局势，安心与后梁对决。不过两次作战，也让李存勖损失是数万精兵，而镇州叛乱更是让李嗣昭、李存进和阎宝三员大将。更为重要的是，因为李存勖集团集中精力在与后梁的作战上，对幽州地区以防御为主，同时因为晋燕世仇，对原刘仁恭集团的旧将杀戮过重，使得幽州防御日渐薄弱，尤其是辽西营州、平州相继失陷。幽州东部大门洞开。而在河东方向，继振武军辖区沦陷后，天佑十七年（920），契丹攻陷天德军，俘虏天德军节度使宋瑶，辽更其名为为应天军，班师。不久，宋瑶复叛，阿保机再次出兵，俘宋瑶，迁其家属及天德军吏民于东阴山山脉的大青山南麓。因辽对经营后套地区颇感困难，不得不将其统治范围向东收缩，将故丰州和天德军治所迁至前套地区（今呼和浩特附近）。简单的来说，就是此时契丹辽国虽然南下遭到挫败，但是已经占领了燕山以北的唐朝原松漠都督府、饶乐都督府及河套区域的部分军镇，并不断侵扰幽云地区，双方已经失去了中间的缓冲区域。只是因为李存勖集团实力尚强，还无法彻底拿下幽云，但已经打开了向幽云进攻的门户。
后唐时代与契丹的和战：
同光元年（923），晋王李存勖于魏州称帝，国号仍为唐，同年奇袭汴梁，消灭了后梁。次年，割据凤翔一带四十余年的李茂贞也称臣于李存勖，李存勖完成了北方的统一，并于同光三年（925）灭前蜀。后唐的国力达到了鼎盛阶段。但因为李存勖任内宠信宦官和伶人，疏远正直之士和功臣宿将，最终导致兵变于同光四年（926）被杀。李克用的义子李嗣源继位，改元天成。
李存勖、李嗣源时代，契丹也在进一步的发展壮大，尤其是926年灭掉渤海国后无后顾之忧，同时开始谋求更大规模的南下。不过就在耶律阿保机灭渤海之后便去世，其子耶律德光即位。其实自镇州之战后，契丹也一直没有放弃对后唐北疆的袭扰，重点是幽州、易州、定州、蔚州、岚州等地。而自镇州叛乱平定到同光二年，名将李存审一直坐镇幽州严密监视契丹的动向。李存审病故后，李嗣源坐镇北方监控契丹的动向。
李存勖、李嗣源时代，双方最大规模的作战是定州之战。后唐天成三年（928）四月，王都据定州反。后唐明宗李嗣源诏令削夺王都官爵，并以王晏球为北面行营招讨使、权知定州行军州事，以横海节度使安审通为副招讨使兼诸道马军都指挥使，郑州防御使张虔钊为都监，发诸道兵往讨。二十七日，王晏球率军攻克定州北关城。王都即向契丹求援。五月，契丹主耶律德光派秃馁等率万余人入援，突入定州，与王都合军出击。王晏球退至曲阳(今属河北)，于嘉山(今河北曲阳东)列阵迎战，令符彦卿率龙武左军攻其左、高行周率龙武右军攻其右，合力奋战，大败王都与秃馁联军，斩获数千人，并追击至定州，攻占西关城。王都闭城固守，王晏球以城坚难破，遂修筑西关城，欲长围久困。六月，张虔钊等求功心切，执意强攻，王晏球不得已出兵，遭反击，致伤亡3000余人。七月十九日，契丹为解定州之危，又派酋长惕隐率7000骑驰援。王晏球分兵迎战于唐河(今河北定州西北一带)，大破惕隐军，追击掩杀40里至易州(治今河北易县)，俘获甚众。王都被围数月，仍恃城坚据守。十月，明宗遣使督王晏球攻城，王晏球仍坚持围不而打，以疲惫叛军。至四年正月，定州城中粮尽，王都、秃馁欲突围，未果。二月十三日，定州指挥使马让能开城门引官军入，王都与全族自焚，秃馁及所率2000人被俘，王都之乱遂平。而向北败退的契丹军队连遭打击，进入幽州境内时兵士疲惫不堪，加上道路泥泞为行军增加了相当的难度。在这种不利的局面下，后唐卢龙节度使赵德钧“于府西邀杀契丹败党数千人，生擒首领惕隐等五十余人。”侥幸逃脱的剩余兵马“散投村落，所在村民持白梃殴杀之。”契丹辽朝军马损失惨重，发兵时的七千兵马归国者不足百人，“自是契丹沮气，不敢轻犯塞。”契丹辽朝第二次出兵解围定州又遭遇了惨重失利，被俘虏的契丹兵马被押赴洛阳。后唐明宗下诏除惕隐等五十余将领留作“契丹直”外，其余六百余人尽数处死。
后唐军民因定州之战的胜利而士气高涨，战后幽州地区的局势也大为缓和，史载：契丹自中国多故，强于北方，北方诸夷无大小皆畏伏而中国之兵遭契丹者，未尝少得志。自晏球击败秃馁， 又走惕隐……于是时，中国之威几于大震， 而契丹少衰伏矣， 自晏球始也。”“自是，契丹沮气，不敢轻犯塞。”因而冯道在《上唐明宗徽号册》中写道：“北讨而王都歼，破契丹而燕赵无虞，控灵武而瓜沙并复。”辽朝损失万余兵马并五十余名将领却未能占领定州。当定州城破的战报传来时，“上（辽太宗）以出师非时，甚悔之，厚赐战殁将校之家。”
