是岁十一月，黄巢寇潼关，天子令河东监军陈景思为代北起军使，收兵破贼。十二月，黄巢犯长安，僖宗幸蜀，陈景思与李友金发沙陀诸部五千骑南赴京师。友金即武皇之族父也。（《通鉴》：友金初与高文集并降于李琢，故得与陈景思南赴京师。）
中和元年二月，友金军至绛州，将渡河，刺史瞿稹谓陈景思曰：“巢贼方盛，不如且还代北，徐图利害。”四月，友金旋军雁门，瞿稹至代州，半月之间，募兵三万，营于崞县之西。其军皆北边五部之众，不闲军法，瞿稹、李友金不能制。友金谓景思曰：“兴大众，成大事，当威名素著，则可以伏人。今军虽数万，苟无善帅，进亦无功。吾兄李司徒父子，去岁获罪于国家，今寄北部，雄武之略，为众所推。若骠骑急奏召还，代北之人，一麾响应，则妖贼不足平也。”景思然之，促奏行在。天子乃以武皇为雁门节度使，仍令以本军讨贼。（《新唐书·王重荣传》：重荣惧黄巢复振，忧之，与复光计，复光曰：“我世与李克用共忧患，其人忠不顾难，死义如己，若乞师焉，事蔑不济。”乃遣使者约连和。）李友金发五百骑赍诏召武皇于达靼，武皇即率达靼诸部万人趋雁门。五月，整兵二万，南向京师。太原郑从谠以兵守石岭关，武皇乃引军出他道；至太原城下，会大雨，班师于雁门。
中和二年八月，献祖自达靼部率其族归代州。十月，武皇率忻、代、蔚、朔、达靼之军三万五千骑赴难于京师。先移檄太原，郑从谠拒关不纳，武皇以兵击之，进军至城下，遣人赍币马遗从谠；从谠亦遣人馈武皇货币、飨饩、军器。武皇南去，自阴地趋晋、绛。十二月，武皇至河中。
中和三年正月，晋国公王铎承制授武皇东北面行营都统。武皇令其弟克修领前锋五百骑渡河视贼，黄巢遣将米重威赍重赂及伪诏以赐武皇；武皇纳其赂以给诸将，燔其伪诏。是时，诸道勤王之师云集京畿，然以贼势尚炽，未敢争锋。及武皇将至，贼帅相谓曰：“鸦儿军至，当避其锋。”武皇以兵自夏阳济河。二月，营于乾坑店。黄巢大将尚让、林言、王璠、赵璋等引军十五万屯于梁田坡。翼日，大军合战，自午及晡，巢贼大败。是夜，贼众遁据华州。武皇进军围之，巢弟黄邺、黄揆固守。三月，尚让引大军赴援，武皇率兵万余逆战于零口，巢军大败，武皇进军渭桥。翼日，黄揆弃华州而遁。王铎承制授武皇雁门节度使、检校尚书左仆射。四月，黄巢燔长安，收其余众，东走蓝关。武皇时收京师。七月，天子授武皇金紫光禄大夫、检校左仆射、河东节度使。（《旧唐书·僖宗纪》：五月，制以雁门以北行营节度、忻代蔚朔等州观察处置等使、检校尚书左仆射、代州刺史、上柱国、食邑七百户李克用检校司空、同平章事兼太原尹、北京留守，充河东节度、管内观察处置等使。《新唐书·沙陀传》云：收京师功第一，进同中书门下平章事、陇西郡公。未几，以克用领河东节度。）
是时，武皇既收长安，军势甚雄，诸侯之师皆畏之。武皇一目微眇，故其时号为“独眼龙”。是月，武皇仗节赴镇。遣使报郑从谠，请治装归朝。武皇次于郊外，因往赴雁门宁觐献祖。八月，自雁门赴镇河东，时年二十有八。十一月，平潞州，表其弟克修为昭义节度使。潞帅孟方立退保于邢州。
十二月，许帅田从异、汴帅朱温、徐帅时溥、陈州刺史赵犨各遣使来告，以巢、蔡合从，凶锋尚炽，请武皇共力讨贼。
中和四年春，武皇率蕃汉之师五万，自泽、潞将下天井关；河阳节度使诸葛爽辞以河桥不完，乃屯兵于万善。数日。移军自河中南渡，趋汝、洛。四月，武皇合徐、汴之师破尚让于太康，斩获万计，进攻贼于西华，贼将黄邺弃营而遁。是夜大雨，巢营中惊乱，乃弃西华之垒，退营陈州北故阳里。五月癸亥，大雨震电，平地水深数尺，贼营为水所漂而溃。戊辰，武皇引军营于中牟，大破贼于王满渡。庚午，巢贼大至，济汴而北。是夜，复大雨，贼党惊溃。武皇营于郑州，贼众分寇汴境。武皇渡汴，遇贼将渡而南，半济击之，大败之，临阵斩贼将李周、王济安、阳景彪等。是夜，贼大败，残众保于胙县、冤句。大军蹑之，黄巢乃携妻子兄弟千余人东走，武皇追贼至于曹州。
是月，班师过汴，汴帅迎劳于封禅寺，请武皇休于府第，乃以从官三百人及监军使陈景思馆于上源驿。是夜，张乐陈宴席，汴帅自佐飨，出珍币侑劝。武皇酒酣，戏诸侍妓，与汴帅握手，叙破贼事以为乐。汴帅素忌武皇，乃与其将杨彦洪密谋窃发，彦洪于巷陌连车树栅，以扼奔窜之路。时武皇之从官皆醉，俄而伏兵窜发，来攻传舍。武皇方大醉，噪声动地，从官十余人捍贼。侍人郭景铢灭烛扶武皇，以茵幕裹之，匿于床下，以水洒面，徐曰：“汴帅谋害司空！”武皇方张目而起，引弓抗贼。有顷，烟火四合，复大雨震电，武皇得从者薛铁山、贺回鹘等数人而去。雨水如澍，不辨人物，随电光登尉氏门，缒城而出，得还本营。监军陈景思、大将史敬思并遇害。武皇既还营，与刘夫人相向恸哭。诘旦，欲勒军攻汴，夫人曰：“司空比为国家讨贼，赴东诸侯之急，虽汴人谋害，自有朝廷论列。若反戈攻城，则曲在我也，人得以为辞。”乃收军而去，驰檄于汴帅。汴帅报曰：“窃发之夜，非仆本心，是朝廷遣天使与牙将杨彦洪同谋也。”武皇自武牢关西趋蒲、陕而旋。秋七月，至太原。武皇自以累立大功，为汴帅怨图，陷没诸将，乃上章申理。及武皇表至，朝廷大恐，遣内臣宣谕，寻加守太傅、同平章事、陇西郡王。