领军队进入汴梁，后梁正式灭亡。当李存勖走到后梁皇宫的大殿时，他拿出那支代表消灭后梁的箭，对着天空说：“父王，儿子已经消灭后梁，完成了您的第一个遗愿！”
灭亡后梁后，李存勖率领军队北上，回师魏州。途中，王彦章率领的后梁主力得知汴梁已破、朱友贞已死的消息后，军心大乱，士兵们纷纷投降，王彦章虽然顽强抵抗，但最终还是被后唐军队俘虏。李存勖见到王彦章后，劝他投降，说：“你是一员猛将，若肯归顺我，我必重用你。”但王彦章宁死不降，说：“我身为后梁将领，不能背叛君主，你要杀便杀，不必多言！”李存勖见他忠义，将他处死后以大臣之礼安葬。
至此，后唐统一了北方的大部分地区，李存勖的事业达到了巅峰。他从晋阳的少年英雄，到继承父业的晋王，再到灭亡后梁、建立后唐的皇帝，用了十五年的时间，完成了父亲的两大遗愿，也成为了唐末五代年间最具传奇色彩的人物之。
灭亡后梁后，李存勖将都城从魏州迁到了洛阳，开始着手统一全国的计划。当时南方有多个割据政权，其中实力最强的是前蜀。前蜀的开国皇帝是王建，王建死后，他的儿子王衍继位。王衍是个昏庸无能的君主，他沉迷酒色，不理朝政，重用宦官和奸臣，导致前蜀政治腐败，百姓困苦，军队战斗力急剧下降。
李存勖认为消灭前蜀的时机已到，便在同光三年（925年）九月，任命郭崇韬为招讨使，李继岌为都监，率领六万大军南下讨伐前蜀。郭崇韬是后唐的开国功臣，他足智多谋，治军严明，深受李存勖的信任；李继岌是李存勖的儿子，当时只有二十岁，李存勖派他担任都监，一是为了让他积累军功，二是为了监视郭崇韬。
后唐军队南下后，进展十分顺利。前蜀的军队早已腐朽不堪，根本无法抵挡后唐军队的进攻。后唐军队先后攻克了威武城（今陕西凤县）、凤州（今陕西凤县东北）等地，很快就逼近了前蜀的都城成都。王衍得知后唐军队逼近成都的消息后，惊慌失措，他想率军逃跑，但大臣们都劝他投降。无奈之下，王衍只好派使者向后唐军队投降，前蜀正式灭亡。
从后唐军队出发到前蜀灭亡，只用了七十天的时间，如此迅速地灭亡一个割据政权，在唐末五代年间是十分罕见的。消息传到洛阳，李存勖大喜过望，他下令将王衍及其家族成员押回洛阳，准备在太庙举行献俘仪式，庆祝自己的又一次胜利。
李存勖在灭亡后梁、平定前蜀后，开始变得骄傲自满，他认为自己已经完成了统一大业，不需要再像以前那样辛苦征战，于是开始沉迷于戏曲，宠信伶人。伶人就是当时的戏曲演员，李存勖自幼就喜欢戏曲，称帝后更是变本加厉——他不仅经常在宫中观看戏曲表演，还亲自登台演唱，给自己取了个艺名，叫“李天下”。
为了方便自己看戏、演戏，李存勖提拔了不少伶人担任官职。这些伶人大多没有什么才能，只会阿谀奉承，他们凭借李存勖的宠爱，在宫中作威作福，欺压大臣，甚至还陷害忠臣。大臣们对此十分不满，纷纷向李存勖进谏，但李存勖根本不听，反而认为大臣们是在嫉妒伶人，对进谏的大臣加以斥责，甚至处死。
郭崇韬在平定前蜀后，因为功高盖主，遭到了伶人和宦官的嫉妒。他们在李存勖面前诬告郭崇韬，说他在成都私吞了前蜀的财宝，还想谋反。李存勖本来就对郭崇韬有些猜忌，听了伶人和宦官的诬告后，更是深信不疑，他下令让李继岌在成都处死郭崇韬。郭崇韬是后唐的开国功臣，他的死让不少大臣感到心寒，也为后唐的灭亡埋下了伏笔。
郭崇韬死后，李存勖宠信伶人的程度越来越深。他不仅给伶人封官加爵，还让他们参与军事决策，甚至派伶人去监督军队。这些伶人根本不懂军事，他们在军队中肆意妄为，克扣士兵的军饷，虐待士兵，导致士兵们怨声载道，