李嗣源作為李克用的有數的幾個勇將之一，為李克用的征戰和李存勖的霸業立下了汗馬功勞。幾乎每次大的戰役都有李嗣源驍勇的身影，而且每次大戰也都有李嗣源卓著的戰功。青山口一戰已經使李嗣源的名聲大振，此後，李嗣源又繼續在一次次戰役中屢立奇功，從曆史記載上看，李嗣源的戰績在五代也是絕對屬於一流的，由於李嗣源後來繼位後政績突出，被稱為五代名君，這似乎掩蓋了他的戰功。
智勇雙全
在李存勖剛剛繼位時，李存勖就立即出兵救援潞州，這一仗李嗣源也參加了。當時他率領一部突擊騎兵和周德威同時進兵。李嗣源在早晨到達了敵人夾城的東北角，命士兵們用斧頭砍去鹿角（用樹枝做成的阻擋敵人的障礙，形狀像鹿角），然後背來柴草填平壕溝，一舉攻克夾城。不久，周德威也在西北邊攻破夾城，晉軍一戰大破梁軍，盡毀夾城，取得了夾城大捷，徹底解除了潞州之圍。解圍之戰，李嗣源功居第一。
其後，在柏鄉大戰中李嗣源也是勇立戰功。在兩軍對陣時，李存勖覺得梁軍氣勢很盛，擔心將士畏懼不前，對戰局不利，就想激勵將士，他手持銀製的巨型酒杯給李嗣源賜酒，對他說：“愛卿看見梁軍的白馬和紅馬部隊了嗎？看著幾乎要嚇破人膽，破敵立功還要靠你啊。”李嗣源毫不在意地說：“他們這是徒有虛表。明天就會歸我們所有了。”李存勖聽了一拍大腿笑道：“愛卿已經氣吞敵軍了，我軍必勝！”李嗣源接過酒杯將酒一飲而盡，然後挺身上馬，率領一百騎兵像黑旋風一樣衝入梁軍的白馬陣。當時的晉軍在李克用的時候就都穿黑色軍衣，被稱為“鴉軍”，戰鬥力很強，而歸李嗣源率領的騎兵更是精銳之師，戰鬥力可想而知。李嗣源衝在最前麵，率領這一百精兵像把尖刀插入敵陣，鐵錘長槊齊下，左衝右突，最後活捉敵人兩名騎兵將官得勝而回，大大地挫掉了敵人的銳氣，附著在李嗣源鎧甲上的箭像刺蝟身上的尖刺一樣多。李嗣源用自己的行動證明了梁軍並非堅不可摧，從而鼓舞了全軍的士氣，從上午到下午，李嗣源率領騎兵和敵人交戰達百次之多，往來衝擊，哪裏危急就到哪裏去增援解圍，殺傷和俘虜的敵兵無數，這一仗晉軍大獲全勝。李嗣源因功被加授代州（今山西代縣）刺史。
在李存勖派周德威北伐征討幽州的劉守光時，李嗣源奉命領兵支援，和劉守光的大將元行欽遭遇，李嗣源和元行欽共交戰達八次之多，元行欽也是一員勇將，和李嗣源酣戰不止，屢次被李嗣源射中。但李嗣源也被元行欽射中大腿，李嗣源忍痛拔下利箭，和元行欽再戰，最後，元行欽終因勇武稍遜李嗣源一籌，無法力敵，就讓人將自己綁起來，請求歸降李嗣源。李嗣源也很大度，沒有忌恨元行欽和他大戰不止，還射傷了他的大腿，反而撫摸著他的後背說：“你這後生真是個壯士啊！”此後待元行欽非常好，很是器重。
李嗣源智勇雙全，這在晉軍中也是公認的事實，他的智與勇在救援幽州反擊契丹的一次戰役中得到充分體現。這一次，李嗣源非常善於選擇有利的地形條件，以充分發揮自己的長處，擊敵之短。最終使自己處於劣勢的部隊占據了有利地形，從而最大限度地阻止了契丹騎兵戰鬥力的發揮，終於奪取了戰役的勝利。
這一年，契丹兵圍攻幽州，守將周德威最後不得不向李存勖告急求援，因為這時的幽州已經被阿保機親自率領的契丹兵圍攻了六個月之久。李存勖召集眾將商議對策，大家都說：“敵人不會長久圍攻，如果掠奪不到什麼東西，他們便會在吃完所帶的糧食後退去，到那時我們再從後麵追擊殺敵，必獲全勝。”李嗣源認為不可，他說：“周德威盡忠報國，現在孤城被圍，危在旦夕，我們就不能再像以前那樣等敵人自動撤退時追擊了。我願領騎兵五千作為先鋒前去援救周德威將軍。”李存勖也讚同他的意見，命李嗣源和閻寶及李存審率領步騎兵即刻進兵支援。在七萬多步騎兵到達易州（今河北易縣）集結時，李存審說：“現在敵眾我寡，契丹兵以騎兵居多，而我軍則步兵多。如果在平原曠野上和敵人相遇，敵人的騎兵就會用上萬的騎兵來衝擊我們的部隊，那我軍就會有全軍覆沒的危險。”李嗣源說：“契丹兵雖然強大，但他們作戰基本沒有後援，而是以剽掠補充給養。我軍則是在行軍的時候輜重相隨。假如在平原和敵人遭遇，軍糧和輜重被他們截走，我們就會不戰自潰。為保險起見，我軍最好走山路，以隱蔽我軍的蹤跡，出其不備地到達幽州後與城內的守兵會合，再一同抗擊打退敵人。萬一在途中與敵人相遇，我們就憑借有利地形擊潰敵兵。”
從易州出發後，李嗣源率兵在山中一路行進，他和養子李從珂領騎兵三千作為先鋒，在距離幽州六十裏的地方和契丹騎兵遭遇，契丹兵看到晉軍後，驚慌得連忙後退。一是先前和晉軍交鋒都以失敗告終，二是沒有想到晉軍會走這種難行的山路。晉軍趁契丹兵後退的機會從兩翼跟進追擊。契丹兵在山上走，晉軍則在山澗中走，每當到山穀口的時候，契丹兵便襲擊晉軍，李嗣源父子率軍猛烈還擊，部隊才得以擊退敵兵，繼續前進。最好到達山口的時候，契丹騎兵已經有萬人列陣擋在了前麵。晉軍將士驚慌失色，畏敵不前。李嗣源毫無懼色，對將士們說：“為將者受君命而忘家，臨敵陣而忘自身安危，以身殉國，就在今天了。諸君請看我們父子如何殺敵報國！”說完他親率百名騎兵到了部隊的前麵，不慌不忙地摘掉頭盔，然後揚起馬鞭用契丹話對契丹將士大聲說：“你們無故侵犯我們的邊疆，這次晉王命我督率百萬之眾出征討伐你們，要一直打到西樓（今遼寧巴林左旗南波羅城）你們的老家，徹底消滅你們這些不道的種族！”說完便躍馬高舉鐵錘，率兵三次衝入敵陣，萬馬軍中如入無人之境，不一會兒就將一名契丹的酋長俘虜挾持而回。邊衝殺他還邊對契丹將士大聲喊道：“你們這些小賊不是我的對手，你們的天皇（指阿保機）才有資格和我較量！”晉軍的後援部隊隨後跟進衝殺，卷席一般一舉將契丹軍擊潰。晉軍這才出了山口繼續向幽州前進。大將李存審也很有智謀，他命令步兵去砍樹枝，然後做成紮營用的鹿角，一人手持一個，在軍隊停下來的時候，就插在地上成了鹿寨護衛營房。契丹兵繞營寨過的時候，李嗣源就命令士兵們萬箭齊發，飛向契丹兵的箭多得遮天蔽日，契丹的騎兵被射落馬下的不計其數，人和馬的屍體將道路都堵住了。將到幽州的時候，契丹兵已經列好陣勢等晉軍了。李存審便命令步兵先部署在契丹軍隊的後麵待命，下令不準暴露一點形跡。然後讓老弱士兵有的拖著柴薪前進，有的則點燃了草把往前走。使得煙塵騰起，遮住了半邊天。這就是疑兵之計，讓契丹將士不知晉軍究竟有多少兵，從而壓倒敵人的氣勢鼓舞自己軍隊的士氣，因為士氣高低是戰爭勝負的重用條件之一。目的達到之後，李嗣源便命令擂鼓，全軍開始進攻，李存審也在敵人的背後發動襲擊，夾擊契丹兵。契丹大敗而去，收拾殘餘從北山（今河北古北口）逃走。契丹軍隊丟棄的車帳、鎧甲、兵器以及馬羊等牲畜遍野都是。李嗣源命令乘勝猛追，俘虜及殺死的契丹兵有上萬人。打退敵人之後，李嗣源領兵浩浩蕩蕩地開進了幽州城。周德威親自出來迎接，緊緊拉住李嗣源的手，流下了眼淚。班師回魏州時，李存勖也親自到郊外迎接，並升他為檢校太保。