就在李克用率军扩大战果的同时，李克用手下的第一猛将兼邢洛节度使养子李存孝联合朱温、王镕背叛了李克用，并上表朝廷要求将邢、磁、洛三州交还中央，还要求昭宗赐予旌节讨伐李克用。
李克用李存孝这父子两人一向父慈子孝的，咋就一下反目成仇了呢？这事可就说来话长了。
话说李存孝勇冠三军，当时公认的天下第一猛将，为河东立下了赫赫战功，素来为李克用所宠爱，但是李克用还有个养子叫李存信，是个回鹘人，史记此人：“通黠多术，会四夷语，别六番书，善战，识兵势。”属于典型的全面性人才，也深得李克用的宠爱，但是一波狮群里容不下两头雄狮，这俩人在李克用帐下互相争功，谁也不服谁。
早先河东大战之时，李存孝因在与汴军争夺潞州之时立下大功，原本以为李克用会将节度使授予他，但是没想到事情过后李克用却上表请康君立为潞州主帅，李存孝心中不满，勃然大怒，气的好几天都吃不下饭，李存孝表示这绝对是李存信在从中挑拨。
此次李克用为了救援王处存，命李存孝率军与李存信、李存审会和，以期众人兵合一处，将打一家，合攻临城、柏乡。但是李存孝和李存信向来不和，合兵之后相互观望，等到卢龙军李匡威率军赶到后，李存孝提出了退兵的要求。
回到晋阳后，李存信便在李克用面前挑事儿，言称李存孝望风胆怯，无心杀贼，恐怕早有二心，当时李克用也没有相信，事儿也就这么过去了，但是此事被李存孝知道后，那可是气炸了，想我李存孝功高气傲，哪能受你这鸟气，我就真反了能咋的！
说得出做得到，李存孝还真就私通王镕暗结朱温正式反出了河东。
李克用是真的没想到李存孝这个傻小子居然真的背叛自己，爱之深责之切啊，知道消息之后李克用简直是暴怒不已，亲率大军征讨李存孝。
王镕因为和李存孝有过盟约，就派出了牙将王藏诲送书和解，王镕是很有诚意的，但是不想这一举动在李克用看来简直就是羞辱，于是乎恼羞成怒的李克用不但一刀砍了王藏诲，更因为王镕勾搭自己的爱将恨得牙痒痒，又分兵去打王镕，王镕当然没法抵挡，只好向朱温朱大帅求援。
当时朱温自己正和时溥打的火热朝天，哪有兵力驰援王镕呢，只能写一封信交给李克用言称：“成德军旗下都是我的小弟，你麻溜走啊，不然我派十万大军去抽你！！”
李克用的回信也是相当不客气，信中写道：“咋那么牛逼呢你，有本事就来，没能耐就少在那比比。”
可怜朱温当时是真的抽不出人，看吓不住李克用也只能作罢，王镕更加没有办法了，无奈之下只能向李克用低头，和解吧，大兄弟！我愿出军粮二十万斛助你攻克邢州。
赶巧了，当时李克用正好军中缺粮，就答应了王镕的请求。
王镕投降后，李克用更卖力气了，不单单围困了邢州，还派人绕城挖壕筑垒，李存孝方面则不断带兵出击，打断河东军的行动。
当时李存孝手下有个叫袁奉韬的军校，这人怕不是李克用的间谍上来就称：“大王（指李克用）只等沟堑挖成了就回太原了，尚书（李存孝）你怕的只是大王而已，一旦大王走了，这咫尺沟壑，岂能挡住尚书锋锐？”
李存孝也是脑子有问题，听完了袁奉韬的意见居然还觉得很对，于是放下心来不在阻挡李克用挖壕筑垒，不久之后，李克用深沟高垒完成，而李克用也并没有返回晋阳，这下飞都来不及飞走了，李存孝只能困于孤城，再不久后城中连口吃食都没有了。
乾宁三年（894年）三月，李存孝率众人上城楼请降，对着李克用哭诉：“儿蒙王深恩，位至将帅，苟非谗慝离间，曷欲舍父子之深恩，附仇雠之党！儿虽褊狭设计，实存信构陷至此，若得生见王面，一言而死，诚所甘心。”
李克用听了也是一阵心痛，于是派夫人刘氏进城去见李存孝，并说服李存孝开城请罪，李存孝打开城门，伏地痛哭，言称：“儿立微劳，本无显过，但被人中伤，申明无路，迷昧至此！”
李克用当时就火了，怒骂：“你给朱温、王镕写信骂我，这也是存信教你的？”
随后李存孝便被带回晋阳，于牙门外处以车裂极刑。
其实李克用也是爱之深责之切，要给李存孝一个狠狠地教训，并不想真杀了他，李克用觉得临刑前一定会有人出来为李存孝求情，自己也就借坡下驴赦免了李存孝。
理想是丰满的，现实是骨感的，李克用想的挺美，但是他没想到的是这么多将领嫉妒李存孝天下第一猛将的勇武，居然没有一个人肯站出来为他说句话，李克用一时间骑虎难下，只能将李存孝处死，这之后李克用接连十几天不理军务，私下对诸位将领埋怨了很久。
李存孝虽然死了，但似乎他造成的影响却远还没有结束，当时的河东还有另一位大将名为薛阿檀，在军中是仅次于李存孝的一员猛将，平日里和李存孝的关系比较密切，所以经常被其他将领排挤。李存孝身死后，薛阿檀因为害怕受到株连，不久之后也自杀身亡。
乾宁元年八月，昭义节度使康君立回到晋阳，拜见李克用，见到爱将归巢李克用非常高兴，设宴款待，酒过三巡菜过五味，李克用有些醉了，再次说起李存孝，更是伤心，不由得放声大哭，康君立便在一边儿规劝说：“李存孝罪有应得，大王处理的对！”
这本来是句好话，哪知道李克用听了勃然大怒，拔剑就砍，康君立直接被砍成重伤，这还不算完，李克用又命人将其囚于马步司，不让人给康君立医治。
几天之后，李克用才想起来不应该这么对待康君立，命人将其放出，不成想康君立已经死去多时了。
就这样，河东军中连损大将，实力受到了极大的影响，而朱温却在消灭时溥后又将扩张的矛头指向了天平、泰宁两军，为一统中原做最后的攻伐，此消彼长之间，晋、汴双方逐渐拉开了距离。
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