伪装为梁军，夜袭梁太祖驻地，加上被晋军释放归来的梁军士兵，传言晋王李存勗亲率大军来攻，梁太祖惊惶失措，烧营夜遁，梁军因而溃散。梁太祖事后才知道受骗，羞愤交加，病情转重。后梁从此一蹶不振。
乾化二年（912）五月，梁太祖退到洛阳，病势垂危。六月，为次子朱友珪所杀。朱友珪即帝位后局势更加恶化，乾化三年二月朱友珪又为禁兵所杀，后梁太祖四子朱友贞即帝位于东都开封府，是为末帝。后梁内乱相继，自顾不暇，只有大将杨师厚率军与晋、赵周旋于河北。同年十月，晋王李存勗督军攻占幽州，燕帝刘守光出逃后被擒，燕国灭亡。
贞明元年（915）春，杨师厚病死，魏州军士遂叛降于晋，晋王李存勗亲自率军东出太行黄泽岭，到魏州后又派军袭取德州、澶州，梁将刘鄩连战皆败。次年春，梁末帝命王檀率军3万北上，经阴地关直奔太原，企图袭取晋军基地以挽救败局，但又为守城晋军击败。
贞明四年（918）八月，晋王李存勗聚兵六七万号称10万由魏州南下，企图一举灭梁，与梁军相拒于濮州一带。十二月下旬，晋王李存勗率军进至胡柳陂，贺瓌率梁军跟踪而至，两军激战，梁骑军王彦章部先败，西逃时冲散了晋军的西线军队，晋军名将周德威战死，晋王李存勗夺取土山以自保，梁军骑兵已西逃，只有步兵包围土山，晋将李嗣昭、王建及率骑兵冲击山下的后梁步兵，后梁步兵大败，死亡近3万人。后梁败军逃回都城开封，扬言晋军即将前来，后梁末帝曾想逃往洛阳，但晋军也终因此战而元气大伤，无力南下攻梁，梁晋战争相对沉寂了一个时期。
龙德元年（921）春，晋王李存勗在平定河北后正拟称帝之时，镇州王鎔为部将张文礼所杀，张文礼表面上仍臣附于晋，暗中却勾结后梁与契丹，后梁虽无力北援镇州，但当晋军攻占赵州进而围攻镇州时，梁军即乘机袭击晋军，却反为晋军所败，死伤2万多人，梁军再次遭受重大挫折。
同年末，契丹应张文礼之邀，南下攻晋，没能攻下幽州，转而攻占涿州，进抵定州城下。晋王李存勗率铁骑5000还击于新城北，契丹军北退，双方大战于望都，契丹军大败后退回契丹。
梁、唐兴替后梁龙德三年四月二十五日，晋王李存勗在击败契丹军、平定河北的情况下，即帝位于魏州，国号大唐，史称后唐，建元同光，是为后唐庄宗。以魏州为东京兴唐府，作为都城，太原为西京、镇州为北都，作为陪都。
同年闰四月末，后唐乘后梁西攻泽州之际，派名将李嗣源率精骑5000奔袭郓州，一昼夜驱驰200余里，次日清晨袭占郓州。
郓州失守后，后梁急忙重新启用勇将王彦章为帅，段凝为副帅，调集所有精兵10万北讨后唐。庄宗亲率唐军与梁军苦战于杨刘，后梁决黄河以阻挡唐军，但梁军主力6万余人也被隔在决河以北。王彦章进攻郓州时又为唐将李嗣源所败，十月初王彦章于中都县兵败被俘斩。后梁降将康延孝先已向庄宗建议分兵攻取梁都开封，此时再次要求进军开封。后唐诸将中只有李嗣源赞成此议，并提出乘后梁段凝所率主力远隔在决河以北，开封守卫空虚，唐军应连夜奔袭开封。庄宗即派李嗣源率前军于当夜进发，第六天清晨到达开封城下后立即攻城，开封随即降唐，后梁亡。庄宗同日也到达开封，后梁末帝已于前一日自杀。
后唐灭梁后，迁都于洛京，后改称东都洛阳。以太原为北都，以唐代首都西京长安为西都，作为陪都。降后梁都城开封府为汴州。后梁时独立并一直与后梁作战的岐王李茂贞也向后唐称臣，被封为秦王。不久又放弃割据，凤翔成为后唐的直接统治区。
但后梁的荆南节度使高季昌，虽也归附后唐，并为避唐讳改名高季兴，受封为南平王，但实际上却是割据一方。
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