朱温称帝后，李克用打着“匡复唐室”的旗号，联络其他割据势力反对朱温，成为后梁的劲敌，双方展开了争夺战争。
朱温建后梁的第二年，李克用病死，其子李存勖称晋王。李存勖为了收揽人心、巩固统治，准备对后梁用兵，采取了“举贤才、黜贪残、宽租赋、抚孤穷、伸冤滥、禁奸盗”等稳定社会的措施。在军事上，他根据河东地狭兵少的情况，着力于整治军纪、训练士卒，规定军律：骑兵不见敌不得乘马，以保持部队充沛的战斗力；在行军和作战中，要保持严整的队形和阵式，不得相互逾越或者为避险而停滞不前；部队分道向预定目标集结时，不得延误时间，违者必斩；等等。由于李存勖采取了这些措施，为尔后兼山东、取河南奠定了基础。
公元910年年底，朱温派兵进攻河北地区，进至柏乡（今河北柏乡），李存勖率军援助成德节度使、赵王王镕迎击朱温于柏乡之北。李存勖采纳了周德威的建议，晋军改变与梁军在野河的对峙态势，主动拔营退至高邑。退至高邑后，李存勖每日派少量骑兵对梁营周围实行袭扰。梁军不敢出城割草饲马，到最后只得拆茅屋、坐席喂马，马匹饿毙者甚多。
公元911年年初，李存勖再次采纳了周德威的建议。两军战至黄昏，梁军尚未进食，士卒饥疲不堪，梁将王景仁便引军稍向后退。周德威见战机已到，立即命令精锐骑兵向东、西两阵之梁军发起猛烈攻击。梁军遭到突袭，顿时阵脚大乱，东阵之兵先退。晋将李嗣源率军直捣梁军西阵，并令士卒大声宣扬已夺取了东阵，以扰乱梁军军心。于是，西阵梁军开始溃逃。晋将李存璋率骑兵乘势追击，边追边喊“不杀降者”，梁军士卒纷纷“解甲投兵而弃之”。晋军与成德节度使、赵王王镕的军队挥军追击，梁军溃散奔逃，死伤甚众，“自野河至柏乡，僵尸蔽地”。
晋军占领柏乡，屯深、冀二州的梁将杜廷隐听到柏乡战败，也弃城逃走。此战，梁军除解甲弃兵投降溃散者外，共被歼2万余人，损失粮食、器械不计其数。梁军4万人仅剩数千人逃往河南。由于柏乡之战的胜利，晋军控制了镇、定等州及河北广大地区，为以后夺取全部河北，进一步灭梁建唐（后唐）奠定了重要基础。
