一波未平一波又起，幽州的李匡威与镇州的王镕屡次侵犯中山，想要瓜分中山的土地，然后定州的王处直火速向李克用求救。
李克用立刻命令李存孝进攻镇州、赵州的南部地区，又命令李存信、李存审带人在井陉与李存孝汇合，然后一起进攻临城和柏乡。
万万没想到的是李匡威的救兵到了，然后李存孝就准备回师。
由于李存信与李存孝一直不和，看见李存孝要走，李存信马上上书李克用，并且添油加醋的说：“李存孝望风而逃并且无心杀贼，大概已经私下结盟了（恐有私盟也）”。
李存孝知道李存信在背后告自己的黑状，但仗着自己有战功（自恃战功）就非常的不爽，立刻写信给王镕通好，并且还给朱温写信要求跟着朱温混。
李克用收到李存孝反了的消息，非常生气，因为李存孝不仅是李克用的养子，还是李克用的一员猛将。
但失望都是一点点积累的，当初李存孝收复潞州，李克用没让李存孝管理潞州，而是让康君立管理潞州时，李存孝就非常生气，导致几天都吃不下饭（不食者累日）。
李存孝立刻去和王镕见面，说了不少李克用的军事秘密。
李克用非常生气，直接带兵杀到了镇州，王镕一看，害怕了，赶紧派人说和，说愿意出钱五十万、粮二十万、人三万来帮李克用收拾李存孝，李克用一看条件就愉快的接受了。
清理门户正式开始了，李克用亲自带兵包围邢州，开始挖深沟筑高垒，李存孝见状立即出击，导致深沟没办法继续挖！
这样下去也不是办法，于是袁奉韬悄悄派人告诉李存孝说：“李克用修好了深沟和高垒就会回去，你害怕的只有李克用而已，估计其他人也不是你的对手，李克用回去，即使有黄河这个阻碍，照样可以回去，所以这些深沟高垒怎么能阻挡你的锋芒呢？！”
李存孝或许打仗还可以，但估计脑子不够用，想想也对，就让李克用的士兵继续挖深沟筑高垒了（纵兵成堑）。
但十几天后，哪怕李存孝是个猪脑子也会发现，这样的深沟高垒，除非有翅膀才能越过，是个人都不可能越过。
李存孝就这样自己把自己搞死了，终于在没有饭吃时（城中食尽），李存孝立刻登上城楼，喊话养父李克用说：“我因为父亲的厚爱，才能有今天的成绩，不是遭到小人的离间，我怎么可能舍弃父子亲情，去投靠敌人，我就是因为头脑简单，才会被李存信陷害，如果能活着见到父亲，说上三言两语，就是死了也甘心”！
孩子向父母认错，哪有站在城楼上喊话认错的啊！于是，李克用派出了刘太妃进城去见李存孝。
没过多久，刘太妃便带着李存孝来向李克用认错了！
李存孝直接扑通一声跪在地上磕头说：“我立过一些功劳，也没犯什么大过，就是遭人陷害，无法表明清白（申明无路）才会这样啊”！
李克用听完，立即严厉的问：“你给王镕写信，列举我万条罪状，难道也是李存信陷害的吗”？！
这下李存孝彻底无话可说了，原来王镕早把他给卖了！
李存孝被立即绑回太原，在闹市中车裂而死（轘于市）。
当然，李克用也不是完全没有感情的，毕竟是自己的养子，为自己出生入死，立了不少功劳。
所以李存孝死后，李克用十几天没心思做事（不视事旬日）。