武皇即献祖之第三子也。母秦氏，以大中十年丙子岁九月二十二日，生于神武川之新城。在妊十三月，载诞之际，母艰危者竟夕。族人忧骇，市药于雁门，遇神叟告曰：“非巫医所及，可驰归，尽率部人，被甲持旄，击钲鼓，跃马大噪，环所居三周而止。”族人如其教，果无恙而生。是时，虹光烛室，白气充庭，井水暴溢。武皇始言，喜军中语，龆龀善骑射，与侪类驰骋嬉戏，必出其右。年十三，见双凫翔于空，射之连中，众皆臣伏。新城北有毗沙天王祠，祠前井一日沸溢，武皇因持酒而奠曰：“予有尊主济民之志，无何井溢，故未察其祸福，惟天王若有神奇，可与仆交卮谈。”奠酒未已，有神人被金甲持戈，隐然出于壁间，见者大惊走，惟武皇从容而退，由是益自负。
献祖之讨庞勋也，武皇年十五，从征，摧锋陷阵，出诸将之右，军中目为“飞虎子”。贼平，献祖授振武节度使，武皇为云中牙将。尝在云中，宿于别馆，拥妓醉寝，有侠儿持刃欲害武皇；及突入曲室，但见烈火炽赫于帐中，侠儿骇异而退。又尝与达靼部人角胜，达靼指双雕于空曰：“公能一发中否？”武皇即弯弧发矢，连贯双雕，边人拜伏。及壮，为云中守捉使，事防御使支谟，与同列晨集廨舍，因戏升郡阁，踞谟之座，谟亦不敢诘。
乾符三年，朝廷以段文楚为代北水陆发运、云州防御使。时岁荐饥，文楚稍削军食，诸军咸怨。武皇为云中防边督将，部下争诉以军食不充，边校程怀素、王行审、盖寓、李存璋、薛铁山、康君立等，即拥武皇入云州，众且万人，营于斗鸡台，城中械文楚出，以应于外。诸将列状以闻，请授武皇旄钺，朝廷不允，征诸道兵以讨之。
乾符五年，黄巢渡江，其势滋蔓，天子乃悟其事，以武皇为大同军节度使、检校工部尚书。冬，献祖出师讨党项，吐浑赫连铎乘虚陷振武，举族为吐浑所掳。武皇至定边军迎献祖归云州，云州守将拒关不纳。武皇略蔚、朔之地，得三千人，屯神武川之新城。赫边铎昼夜攻围，武皇昆弟三人四面应贼，俄而献祖自蔚州引军至，吐浑退走，自是军势复振。天子以赫连铎为大同军节度使，仍命进军以讨武皇。
乾符六年春，朝廷以昭义节度使李钧充北面招讨使，将上党、太原之师过石岭关，屯于代州，与幽州李可举会赫连铎同攻蔚州。献祖以一军御之，武皇以一军南抵遮虏城以拒李钧。是冬大雪，弓弩弦折，南军苦寒，临战大败，奔归代州，李钧中流矢而卒。
广明元年春，天子复命元帅李涿率兵数万屯代州。武皇令军使傅文达起兵于蔚州，朔州刺史高文集与薛葛、安庆等部将缚文达送于李涿。六月，李涿引大军攻蔚州，献祖战不利，乃率其族奔于达靼部。居数月，吐浑赫连铎密遣人赂达靼以离间献祖，既而渐生猜阻。武皇知之，每召其豪右射猎于野，或与之百步驰射马鞭，或以悬针树叶为的，中之如神，由是部人心伏，不敢窃发。俄而黄巢自江、淮北渡，武皇椎牛酾酒，飨其酋首。酒酣，谕之曰：“予父子为贼臣谗间，报国无由。今闻黄巢北犯江、淮，必为中原之患。一日天子赦宥，有诏征兵，仆与公等向南而定天下，是予心也。人生世间，光景几何，曷能终老沙堆中哉！公等勉之。”达靼知无留意，皆释然无间。
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，当威名素着，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。
光启元年三月，幽州李可举、镇州王景崇连兵寇定州，节度使王处存求援于武皇；武皇遣大将康君立、安老、薛可、郭啜率兵赴之。五月，镇人攻无极，武皇亲领兵救之。镇人退保新城，武皇攻之，斩首万余级，获马千匹。王处存亦败燕军于易州。
十一月，河中王重荣遣使来乞师，且言邠州朱玫、凤翔李符将加兵于己。初，武皇与汴人构怨，前后八表，请削夺汴帅官爵，自以本军进讨。天子累遣内臣杨复恭宣旨，令且全大体，武皇不时奉诏，天子颇右汴帅。时观军容使田令孜君侧擅权，恶王重荣与武皇胶固，将离其势，乃移重荣于定州。重荣告于武皇，武皇上章言：“李符、朱玫挟邪忌正，党庇朱温。臣已点检蕃汉军五万，取来年渡河，先斩朱玫、李符，然后平荡朱温。”《新唐书?王重荣传》：诏克用将兵援河中，重荣贻克用书，且言：“奉密诏，须公到，使我图公，此令孜、朱全忠、朱玫之惑上也。”因示伪诏。克用方与全忠有隙，信之，请讨全忠及玫。天子览表，遣使譬喻百端，轺传相望。既而朱玫引邠、凤之师攻河中，王重荣出师拒战。朱玫军于沙苑，对垒月余。十二月，武皇引军渡河，与朱玫决战，玫大败，收军夜遁，入于京师。时京城大骇。天子幸凤翔，武皇退军于河中。
光启二年正月，僖宗驻跸于宝鸡，武皇自河中遣使上章，请车驾还京，且言大军止诛凶党。时田令孜请僖宗南幸兴元，武皇遂班师。朱玫于凤翔立嗣襄王煴为帝，以伪诏赐武皇，武皇燔之，械其使，驰檄诸方镇，遣使奉表于行在。九月，武皇遣昭义节度使李克修讨孟方立于邢州，大败方立之众于焦岗，斩首数千级。以大将安金俊为邢州刺史，以抚其降人。十月，进攻邢州，邢人出战，又败之。盂方立求援于镇州，镇人出兵三万以援方立，克修班师。
光启三年六月，河中节度使王重荣为部将常行儒所杀，武皇表重荣兄重盈为帅。七月，武皇以安金俊为泽州刺史。时张全义自河阳据泽州，及李罕之收复河阳，召全义令守洛阳，全义乃弃泽州而去，故以金俊守之。
文德元年二月，僖宗自兴元还京。三月，僖宗崩，昭宗即位，以武皇为开府仪同三司、检校太师、兼侍中、陇西郡王，食邑七千户，食实封二百户。河南尹张全义潜兵夜袭李罕之于河阳，城陷，举族为全义所掳；罕之逾垣获免，遂来归于武皇。遣李存孝、薛阿檀、史俨儿、安金俊、安休休将七千骑送罕之至河阳。汴将丁会、牛存节、葛从周将兵赴援，李存孝率精骑逆战于温县。汴人既扼太行之路，存孝殿军而退。骑将安休休以战不利，奔于蔡。武皇以罕之为泽州刺史，遥领河阳节度使。十月，邢州孟方立遣大将奚忠信将兵三万寇辽州，武皇大破之，斩首万级，生擒奚忠信。
龙纪元年五月，遣李罕之、李存孝攻邢州。六月，下磁州。邢将马溉率兵数万来拒战，罕之败之于琉璃陂，生擒马溉，徇于城下。孟方立恚恨，饮鸩而死。三军立其侄迁为留后，使求援于汴。汴将王虔裕率精甲数百入于邢州，罕之等班师。
大顺元年，遣李存孝攻邢州，孟迁以邢、洺、磁三州降，执汴将王虔裕三百人以献。武皇徙孟迁于太原，以安金俊为邢洺团练使。三月，昭义军节度使李克修卒，以李克恭为潞州节度使。是月，武皇攻云州，拔其东城。赫连铎求援于燕，燕帅李匡威将兵三万以赴之，战于城下，燕军大败。时徐州时溥为汴军所攻，遣使来求援，武皇命石君和由兖、郓以赴之。
五月，潞州军乱，杀节度使李克恭，州人推牙将安居受为留后，南结汴将。时潞之小将冯霸拥叛徒三千骑驻于沁水，居受使人召之，冯霸不至。居受惧，出奔至长子，为村胥所杀，传首于霸；霸遂入潞州，自为留后。武皇遣大将康君立、李存孝等攻之，汴将朱崇节、葛从周率兵入潞州以固之。是时，幽州李匡威、云州赫连铎与汴帅协谋，连上表请加兵于太原，宰相张浚、孔纬赞成其事。六月，天子削夺武皇官爵，以张浚为招讨使，以京兆尹孙揆为副，华州韩建为行营都虞候，以汴帅为河东南面招讨使，幽州李匡威为河东北面招讨使，云州赫连铎为副。汴将朱友裕将兵屯晋、绛，时汴军已据潞州，又遣大将李谠等率军数万，急攻泽州，武皇遣李存孝自潞州将三千骑以援之。汴将邓季筠以一军犯阵，存孝追击，擒其都将十数人，获马千余匹。是夜，李谠收军而退，大军掩击至马牢关，斩首万余级，追袭至怀州而还。存孝复引军攻潞州。
八月，存孝擒新授昭义节度使孙揆。初，朝廷授揆节钺，以本军取刀黄岭路赴任，存孝侦知之，引骑三百伏于长子县崖谷间。揆建牙持节，褒衣大盖，拥众而行，存孝突出谷口，遂擒揆及中使韩归范，并将校五百人。存孝械揆等，以组练系之，环于潞州，遂献于武皇。武皇谓揆曰：“公搢绅之士，安言徐步可至达官，何用如是！”揆无以对，令系于晋阳狱。武皇将用为副使，使人诱之，揆言不逊，遂杀之。
九月，汴将葛从周弃潞州而遁，武皇以康君立为潞州节度使，以李存孝为汾州刺史。十月，张浚之师入晋州，游军至汾、隰。武皇遣薛铁山、李承嗣将骑三千出阴地关，营于洪洞，遣李存孝将兵五千，营于赵城。华州韩建以壮士三百人冒犯存孝之营，存孝追击，直压晋州西门，张浚之师出战，为存孝所败，自是闭壁不出。存孝引军攻绛州。十二月，晋州刺史张行恭弃城而奔，韩建、张浚由含山路遁去。
大顺二年春正月，武皇上章申理，其略曰：“臣今身无官爵，名是罪人，不敢归陛下籓方，且欲于河中寄寓，进退行止，伏候圣裁。”天子寻就加守中书令。《欧阳史》：二月，复拜克用河东节度使、陇西郡王，加检校太师、兼中书令。是月，魏博为汴将葛从周所寇，节度使罗宏信遣使来求援，武皇出师以赴之。
三月，邢州节度使安知建叛，奔青州。天子以知建为神武统军，自棣州溯河归朝。郓州朱瑄邀斩于河上，传首晋阳。以李存孝为邢州节度使。四月，武皇大举兵讨赫连铎于云州，遣骑将薛阿檀率前军以进攻，武皇设伏兵于御河之上，大破之，因堑守其城。七月，武皇进军柳会，赫连铎力屈食尽，奔于吐浑部，遂归幽州，云州平。武皇表石善友为大同军防御使。邢州节度使李存孝以镇州王熔托附汴人，谋乱河朔，北连燕寇，请乘云、代之捷，平定燕、赵，武皇然之。八月，大搜于晋阳，遂南巡泽、潞，略地怀、孟，河阳赵克裕望风送款，请修邻好。九月，蒐于邢州。十月，李存孝董前军攻临城，镇人五万营于临城西北龙尾岗。武皇令李存审、李存贤以步军攻之，镇人大败，杀获万计，拔临城，进攻元氏。幽州李匡威以步骑五万营于鄗邑，以援镇州，武皇分兵大掠，旋军邢州。