改名李回以避讳。李德裕成为首相，李回拜工部侍郎，转户部侍郎，判本司事。会昌三年（843年），以刑部侍郎兼御史中丞。奏监察御史郑亚为刑部郎中知杂事。也曾因水灾受命与宰相及左仆射王起同审理御史台京兆府囚徒。同年，唐武宗准备大举讨伐在养父和伯父昭义节度使刘从谏死后未经朝廷授权即控制昭义的军阀刘稹。武宗担心河北实质独立的三镇何弘敬治下的魏博、王元逵治下的成德、张仲武治下的卢龙和昭义结盟，七月，原本在延英殿宣诏派鸿胪卿张贾为使，但李德裕等宰相认为张贾虽然有才且懂军务，但性刚负气可能导致不愉快，建议改派李回，若御史