8月時，李匡威領幽州兵與赫連鐸吐谷渾部落共八萬衆進攻雲州，誓要重新奪回雲州。他們在州北結營，連亙數裡。當時李克用正向北巡視至天寧軍，聽聞此事後，連忙派人前往晉陽，使李存璋發兵。李克用則將僅有的數千騎兵悄悄進入雲州新城，在神堆進行埋伏。當吐谷渾巡邏騎兵經過神堆時，伏兵突出，將三百邏騎盡皆擒獲，只放回一騎去報信。赫連鐸聽聞李克用來到雲州後大驚失色。
很快，李存璋就從晉陽帶數萬大軍到來，李克用便整衆遷入雲州。次日一大早，李克用就帶領大軍出擊李匡威等，將其殺得大敗。李匡威與赫連鐸燒營逃跑。李克用令李存璋帶騎兵追擊，一直追至蔚州境，斬獲數萬。
就在李克用戰事連連獲捷之際，卻突然禍生肘腋——李存孝叛變了。由於李存信經常向義父進自己的讒言，李存孝既怒且懼，生怕日久會被其陷害。自己立功無數，李克用對自己的信任程度竟然還不及存信。在王鎔攻堯山時，竟使存信做蕃漢馬步軍指揮使，這指揮權可是僅在義父之下！李存信從堯山回來後向李克用誣陷自己與王鎔有私約的言語又傳了出來，李存孝聽說後更是心中不寧。而先前被自己降服的孟方立之將袁奉韜也勸存孝：“將軍屢立大功，卻時時爲那小人所抑。小將竊爲將軍所不值。況那李存信也本無甚能耐，就靠一張嘴獲得貴父所信任。公揣度他能容下你嗎？離間你們父子，日久必然加害於你！”聽完這番話後，李存孝果真有了叛意，“那你認爲，爲今之際，如何方好？”“不若以此三州之地歸於朝廷，並結好於王鎔與汴州朱公。以將軍之勇略，再與李克用的死對頭聯手，天下誰人能敵？”
於是邢、洺、磁三州節度使李存孝背叛了李克用，向皇帝上表請以三州自歸於朝廷，並派使者前往與汴州朱溫及鎮州王鎔結好。
李克用麾下第一猛將叛變，他是既怒且痛。邢、洺、磁三州從地勢上來說又極爲重要，豈能失之？893年二月 ，李克用親自帶大軍包圍邢州。李存孝向王鎔發出求救，不知趣的王鎔竟然還想以書信一封使李克用退兵。當王鎔派遣的牙將王藏海將書信呈給李克用後，李克用大怒，立即斬了王藏海，親自帶兵攻打王鎔之天長鎮，王鎔出兵三萬來救，李克用與之在叱日嶺下大戰，大破其衆，斬首萬餘級，餘衆盡皆潰去。
李克用繼而帶領大軍下井陘，準備攻打王鎔的鎮州。李存孝得知後便離開邢州，親自帶兵來救王鎔。進入鎮州，存孝與王鎔商量後派使者向朱溫、李匡威求救兵。而當時朱溫忙於攻打時溥，不出兵來救，只派人送書一封給李克用，恐嚇道"吾鄴下有十萬精兵，不日將進往邢州。"李克用讀後向左右笑道“朱溫其人，我最爲了解。這傢伙極爲自私，在他沒有辦完自己的事前，是絕不會出兵幫助別人的。朝廷討伐我時他就沒怎麼出兵，僅派了數千兵力意思一下而已。更何況如今他忙於攻並時溥，怎會出兵來助？更不可能在鄴下屯兵十萬！他這麼說，不過是虛聲恫喝罷了。”李克用復書朱溫道："若你在鄴下確有屯軍，希望能儘快到臨；必欲真決雌雄的話，請公親帶大軍來與我角逐於常山之尾！"
雖說朱溫的救兵沒來，李匡威的救兵卻是到了。這時李克用心想王鎔一時難以拿下，還是以收復邢州爲重，便退軍回到了邢州。王鎔犒勞李匡威於藁城，以金帛二十萬相贈。李匡威自鎮州歸還，到達博野時，忽然聽說自己弟弟李匡籌已經佔據幽州軍府並自稱留後，以符印召喚李匡威之兵歸營。李匡威的兵衆隨即潰散，多數歸往幽州。如同喪家犬一般的李匡威進退無地，身旁也只剩了數十名親隨。還好王鎔聽說後，派人將其迎往鎮州，並贈與他宅邸，待之如親兄。
那李匡威被其親弟弟所逐，事出何因呢？原來在李匡威發兵救王鎔時，他與家人置酒會別。酒席間匡威喝得大醉，對弟媳美色垂涎已久的他再也控制不住自己，直接闖入其室強迫其就範。李匡籌又羞又惱，因此在李匡威離開幽州後立即篡了他的權。
而李匡威爲王鎔所收留後，內心仍是躁動不安穩的。他頗喜成德之風土民情，曾登上城西的大悲浮屠山，顧望流涕，美其山川。曾統帥過鎮州兵的他對這裡的士氣也是頗爲讚賞，又覺得王鎔年少，便起了奪其位的念頭。於是他表面上幫王鎔修理城塹，訓練士卒，私下卻多施與兵卒、收買士心。暗中還勾結了數百名鎮州兵，並與他們約好了具體行動的日期及計劃。自信滿滿的他，也認爲自己必將爲鎮州兵民所推崇。
這天，是李匡威父親的忌日。王鎔獨身一人來到其府第弔唁。李匡威一身白衣，正跪在靈堂前哭泣。見王鎔進入後，他突然大喝“起”。數十名伏兵突出，拔刃將王鎔圍住。王鎔見狀大驚，亦步亦趨的前行抱住李匡威的腿，說道："鎔爲晉人所圍困，幾至滅亡，賴公之救才得以有今日；公欲得吾州，此固鎔之願也。不若與公共歸軍府，吾以位讓公。如此一來，將士們必不會反抗，誠心擁護公。"李匡威心以爲然，與王鎔並馬而行，大陳甲兵，得意洋洋，大搖大擺的向王鎔軍府前進。
其實李匡威不知道，王氏經營鎮州多年，兵民多受其恩惠 ，鎮軍皆忠於王氏。他們怎會接受並追隨他這個外人？當李匡籌一衆剛進入東偏門時，就被王鎔的親軍閉門包圍在內。但由於王鎔爲其所脅迫，一時間他們都不敢動手。
忽然間，大風驟起，雷鳴四閃，屋瓦皆振。隨着一聲霹靂，電光一閃，忽有一人從牆角缺口跳入。其時電光照亮其身，凶神惡煞，渾身黝黑，筋肉突起，肌膚寸寸似鐵，如刀劍刻畫般，，體型魁梧正似天神，令人望之生畏。衆人吃一驚都被嚇住了。在衆人還沒反應過來之際，此人已在幾個兔起鶻落後，速度快如鬼魅般，接近王鎔。李匡威的兩名兵士拔刀上前攔截，他左右手各揮一下，打到兩人手腕上，兩刀即刻脫手。此人又猛地向前一撲擊，雙掌推在兩人胸部，兩人隨即飛起，又砸倒了幾名士兵。