梁兵遂占据慈、隰、汾三州，乘胜直抵晋阳（太原府）城下，就在晋祠扎下大营，猛攻西门。氏叔琮每次出来督战，都不穿铠甲，而是身穿文官的宽大长袍，以示悠闲。
朱全忠（朱温）亲自从河中府前往晋州督战，闻听得氏叔琮已经追到晋阳（太原），大喜，说：“破太原非氏老不可！”
周德威、李嗣昭，搜集残兵败将，沿西山狼狈逃回晋阳城中，余众尚未尽归，城内空虚。
李克用仓猝拒守，巡城俯视，见朱友宁、氏叔琮等攻城甚急，不由得长叹道：“我不该附和李茂贞，派兵攻凤翔，引火烧身。此次被梁军环攻，恐晋阳城将不保。”
遂召诸将入议，欲弃城而逃，北走云州。
四太保李存信抱病前来，说：“朱全忠（朱温）势大，关东、河朔、河南，二十多个藩镇，皆被他占据，我们兵少，苦守孤城，他们却挖掘壕沟，兴修堡垒，准备对我们长期围困。坐在这里，必将被活活困死。不如北行，逃往代北苦寒之地，联络蛮族，慢慢等待机会。”
大太保李嗣源、二太保李嗣昭及周德威，一齐劝阻道：“儿辈在此，必能固守，大王勿为此谋，摇动人心。”
李克用仍然犹豫不决。
刘妃说：“存信不过是一个牧羊的孩子！有何见识！大王常常讥笑王行瑜，轻易离开城池，才死在别人的手里。今天怎么还要效仿王行瑜？想当年，我们投奔鞑靼，几乎难逃一死，幸亏黄巢叛乱，我们才得到机会。如今，只要一只脚踏出城门，灾祸就难以预料！能不能活着赶到塞北，都不好说！”
李克用乃安心守城。几天后，溃散的士兵逐渐返回军营，军府渐安。
李克用弟李克宁，之前刚刚被任命为忻州刺史，行至中途，立刻折返，对左右说：“晋阳乃我葬身之地，还往哪里走呢？”晋阳军心大振。
三月二十一日，梁王朱全忠（朱温）自前线返回河中府，再派朱友宁率大军西进，攻击兴平、武功。
河东大将李嗣源、李嗣昭等，不断率敢死队，趁夜袭击氏叔琮大营。
梁兵惊恐不安。又因霪雨连绵，军中再次瘟疫流行，很多士兵染上瘟疫，卧病在床。
三月二十六日，氏叔琮撤兵，下令道：“病不能行者焚之”，染病的士兵，纷纷跳下病床，都说没事了，病好了。
氏叔琮命老弱病残先行，以精兵万人殿后，徐徐班师。
李嗣昭、周德威率军追击，追到石会关，见山岗上稀稀拉拉的有几匹马，以及一些军旗，恐有埋伏，乃归。又将慈、隰、汾三州，再次夺回，河东复振。
但李克用遭此虚惊，收兵自保，数年之间，再不敢与梁军相争。
氏叔琮第三次围困太原退兵后，晋王召集部属进行讨论。
李克用问：“没有粮食，何以集结民众？没有兵器铠甲，何以克敌制胜？不修坚固城池，何以抵抗外敌？是非利害，诸位畅所欲言！”
掌书记李袭吉献计道：“国家是否富裕，不在仓库是否充实；军队是否强大，不在士兵数量多少。百姓归附有恩德的领袖；神仙讨厌骄蛮之人。倘若横征暴敛，百姓宁愿侍奉盗贼；古人说，苛政猛于虎。故周武王散发鹿台财产，周朝得以兴起；晋国仓库失火，公子晏向国君道贺。变法不如培养人才，改革不如依照旧规。韩建积蓄无数钱财，却第一个投降朱全忠（朱温）。王珂不断变法，却归顺盗贼。定州王处直的城墙不可谓不高，蔡州秦宗权的军队不能说不多，这些例子，就在眼前，可以作为警戒。称霸之国，君主不会贫穷；强悍的将领，手下士兵不会羸弱。希望大王爱护百姓，崇尚道德，铲除奢侈腐败，减轻赋税徭役。刑法官司严格遵照朝廷制度，金钱粮饷出纳严格按照规章制度，诛杀、赏赐都做到公平公正，下面的人就不可能贪赃枉法、作威作福；遴选文官治理百姓，指导农夫勤奋耕田，遴选武官平定叛乱，在沿边险要之地设置防御工事，巩固边境防卫，加强士卒战斗训练；大王亲近正人君子，部属就不会担心被诽谤陷害，一切顺应天道，欺诈诬陷自然绝迹；尊敬鬼神，禁止一切荒谬杂滥的祭祀，则虽不可以追求，国家也会富强，百姓也会平安。对外击破元凶朱全忠（朱温），对内振兴颓废的风俗，大王的名声，必将盖过春秋五霸，道德也将超越帝喾八元。至于增加赋税、房租、专卖收入，丈量土地，开疆拓土，建立国家，并不迫切。”
李克用长子落落，六年前在魏博与梁军交战时被梁军所俘，朱全忠（朱温）将其交给罗弘信杀死。次子廷鸾，今年又战死。三子存勖，晋王怕再有闪失，一直不敢让他带兵参战。
李存勖这时刚满十七岁，自幼就机警过人，有勇有谋，甚有见识。
他说：“我军士兵，太过凶暴残忍，应该加强军纪，才能赢得民心。”
李克用却道：“此辈追随我南征北战，已经几十年了，我军府库，一直空虚，军队甚至靠向敌人卖马，勉强维持。如今各地藩镇，都用优厚的待遇招募士卒，我军如果执法太严，必将一哄而散，各奔前程，我们用什么人保卫一方平安？只有等到天下稍微安定，再整顿军纪。”
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