勖率军离洛北上，亲征嗣源。临行，取内库钱帛赏赐诸军，王公大臣、伶人宦者也多献出大批钱帛。仅伶人景进就献“助军钱”30万贯。军士们拿到赏赐，大骂不止：“我们的妻子儿女已冻馁而死，还要这些财物做什么？”二十六日，李存勖至荥泽时，李嗣源已攻下汴州。李存勖派龙骧指挥使姚彦温率3000骑前去挑战，彦温马上举军投奔嗣源；派指挥使潘环率军护卫粮草，他也干脆把粮草运给了叛军。李存勖率军勉强行至万胜镇，诸军叛逃者已达万余人。李存勖为稳住军心，特地向他们说：“魏王又送来西川金银50万，到京城后都赏给你们。”士卒们纷纷回答：“陛下赏赐已晚，虽有重赏，人亦不感圣恩。”李存勖听后呜咽流涕，悲不自胜。次日，行至洛阳城东的石桥，李存勖置酒设席，召来诸将，悲戚地说：“诸卿随我数十年，患难与共，荣华同享，如今事已至此，难道就都没有退敌良策？”诸将百余人纷纷割下头发，向李存勖保证“以死报国”，但谁也没有说出退敌之策，君臣相顾号泣。当晚入洛城，李嗣源马上尾随占据了汜水关。不久，城内叛乱士兵越来越多，大臣将帅星散而奔，李存勖被乱兵射伤倒地。此时身旁既无大臣，又无士卒，鹰坊人善友扶他至绛霄殿，又拔出箭矢。李存勖口渴求水，善友又奔告刘皇后，刘皇后派宦官送去一杯奶酪，李存勖饮后立即身亡。古人认为凡中箭伤失血过多，若饮水尚可活，饮酩立死。李嗣源入城后即帝位，葬李存勖于河南新安县之雍陵。谥号“光圣神闵孝皇帝”，庙号“庄宗”。