Hoàng Phủ Huy được phong một chức võ quan cấp thấp tại Thiên Hùng chiến khu, nhân lúc lòng người bất ổn liền thừa cơ làm loạn. Ông ta đã uy hiếp Hiệu Tiết chỉ huy sứ Triệu Tại Lễ rồi phát động binh biến, chiếm cứ trị sở Thiên Hùng là Nghiệp Thành (tức Ngụy Châu thời Hậu Lương, nay thuộc Đại Danh, Hà Bắc).
Biết được tin này, Lý Tồn Úc lập tức phái đại quân đi chinh phạt, thế nhưng đánh mãi không thắng. Đến ngày 27 tháng 2, Lý Tồn Úc hạ lệnh cho Lý Tự Nguyên dẫn binh tiến đánh. Lý Tự Nguyên là một tướng quân rất tài ba thời bấy giờ, từng nhiều lần đánh với Khiết Đan.
Thế nhưng khi đại quân của Lý Tự Nguyên vừa đến ngoài Nghiệp Thành, thì chính quân của ông lại phát sinh binh biến. Các tướng lĩnh dưới quyền đã bắt giữ Lý Tự Nguyên, rồi ép ông phải liên hợp với phản quân trong thành, cùng chống lại Lý Tồn Úc, thậm chí còn muốn tôn ông lên làm hoàng đế ngay tại Hà Bắc.
Lý Tự Nguyên bị dồn vào thế không còn đường lui, lúc ấy dù có trung thành với Lý Tồn Úc đến đâu thì cũng không thể tự biện bạch. Thế là đành thuận theo thời thế, ông lệnh cho con rể là Thạch Kính Đường làm tiên phong, và con nuôi là Lý Tòng Kha làm hậu vệ, chỉnh đốn quân đội rồi vượt sông Hoàng Hà, tiến đánh Lạc Dương.
Ngày 19 tháng 3, Lý Tồn Úc từ Lạc Dương xuất binh. Đến ngày 26 tháng 3, Lý Tự Nguyên công phá Đại Lương. Nghe tin này, Lý Tồn Úc thấy vô cùng bàng hoàng, ông đã lâm vào cảnh chúng bạn phản bội, ngay cả thân tín cũng rời bỏ, liền than rằng: “Ta xong rồi.” Thế rồi lập tức dẫn binh quay trở về Lạc Dương.
Trong cung Lạc Dương lúc ấy có một linh nhân tên là Quách Tòng Khiêm, nhờ chiến đấu dũng mãnh mà được phong làm chỉ huy cấm quân. Trước đây, Quách Tòng Khiêm từng nhận Quách Sùng Thao làm thúc phụ, nên cái chết oan của Quách Sùng Thao làm Quách Tòng Khiêm vô cùng phẫn uất, từ lâu đã âm thầm liên kết với những quan binh cùng mang lòng bất mãn.
Đêm mùng 1 tháng 4 năm 926, Quách Tòng Khiêm dẫn quân phát động binh biến. Bên phía Lý Tồn Úc không có một tướng nào đứng ra chống cự. Hậu Đường Trang Tông – Lý Tồn Úc đã đích thân cầm kiếm giao chiến với phản quân, nhưng ông bị một mũi tên lạc bắn trúng. Sau khi trúng tên, Lý Tồn Úc ngã gục xuống đất, đến nửa đêm thì khí tuyệt mà chết.
Hậu Đường Trang Tông tin dùng linh quan, nhưng rốt cuộc lại chết dưới tay viên linh quan là Quách Tòng Khiêm — đây hoàn toàn ứng nghiệm với câu nói cổ nhân rằng: “Quân dĩ thử thủy, tất dĩ thử chung.” Tức là quân vương đã bắt đầu bằng cách này, thì tất sẽ cũng kết thúc bằng cách này.
Cái chết của Lý Tồn Úc thật khiến người đời phải suy ngẫm. Vào tháng 10 năm 923, ông tiêu diệt Hậu Lương, đến tháng 4 năm 926 thì trúng tên mà chết, trước sau chỉ vỏn vẹn hai năm rưỡi, có thể nói là “hưng dã bột yên, vong dã hốt yên”, tức là lúc hưng thì bùng lên dữ dội, lúc suy vong thì mất đi rất nhanh.
Âu Dương Tu trong Linh quan truyện tự đã tổng kết rằng: “khiêm thụ ích, mãn chiêu tổn”, tức là khiêm tốn thì được lợi ích, kiêu căng tự mãn thì chuốc lấy tổn hại. Ông còn viết “ưu lao khả dĩ hưng quốc, dật dự khả dĩ vong thân”, tức là siêng năng vất vả thì có thể làm hưng thịnh quốc gia, còn an nhàn hưởng lạc thì có thể khiến bản thân diệt vong.
Lý Tồn Úc là người quá mức khắc bạc. Nếu ông biết cảm kích đại thần, luận công ban thưởng, lại có thể tín nhiệm Quách Sùng Thao, Chu Hữu Khiêm, Lý Tự Nguyên, biết vỗ về an ủi bách tính, thì tuyệt đối sẽ không đến nỗi chuốc lấy họa sát thân. Người chân chính có thể đặt mình vào hoàn cảnh người khác để suy xét thì mới có thể đắc nhân tâm, còn nếu không đắc nhân tâm thì tất sẽ không đắc thiên hạ.
Lý Tự Nguyên là người khá nhân hậu, việc ông khởi binh thực ra là bị ép nên bất đắc dĩ phải làm. Sau đó, Lý Tự Nguyên hạ lệnh truy tìm hậu duệ của Lý Khắc Dụng và Lý Tồn Úc để tôn lập. Thế nhưng người phụ trách việc này là Xu Mật sứ An Trọng Hối đã đem những hoàng tộc tìm được mà giết sạch, có người thì thất lạc, có người lại chết trong loạn quân khi binh biến.
Con trai của Lý Tồn Úc là Ngụy vương Lý Kế Ngập vừa từ đất Thục trở về, khi nghe tin phụ hoàng đã chết, cơ nghiệp mất sạch, thì liền tự vẫn. Vì thế, Lý Tự Nguyên cũng không còn tìm được người kế vị nào khác, thế rồi ông được quần thần tôn lập làm hoàng đế, sử gọi là Hậu Đường Minh Tông.
Lúc này, Lý Tự Nguyên đã ngoài 60 tuổi, ông từng phò tá ba đời là Lý Quốc Xương, Lý Khắc Dụng và Lý Tồn Úc. Do ông là nghĩa tử của Lý Khắc Dụng, nên xét về bối phận, Lý Tự Nguyên và Trang Tông – Lý Tồn Úc thực ra là cùng một đời.
Bản thân Lý Tự Nguyên lại không biết chữ, nên khi phải xử lý quốc sự, thì đều do người khác đọc tấu chương của bách quan cho ông nghe, rồi ông căn cứ vào đó mà quyết định. Tuy không có học vấn, nhưng Lý Tự Nguyên rất có khả năng chính trị, ông xử lý sự việc phần nhiều đều hợp tình hợp lý.
Lý Tự Nguyên không chỉ cần chính tiết kiệm, mà còn không ham nữ sắc. Sau khi đăng cơ, có người tuyển chọn trong cung mấy trăm cung nữ trẻ đẹp rồi dâng lên. Lý Tự Nguyên hỏi: “cần những người này để làm gì?” Người kia đáp: “việc trong cung cần có người quản lý”. Lý Tự Nguyên nói: “người quản sự thì phải am hiểu quy củ cũ trong cung, tuổi tác nên lớn hơn, những nữ nhân trẻ này thì biết gì?” Thế là ông cho thả toàn bộ số cung nữ trẻ ấy ra khỏi cung.
