李茂勋生年不详，是阿布思部的回鹘人。张仲武任范阳节度使（841年-849年）期间，多次进攻回鹘，李茂勋和一些贵族投降。他善骑射，性格沉毅，深受张仲武喜爱器重，多次被派遣戍边，屡有功，被赐国姓汉名。
夺位.干符二年（875年），张公素任范阳节度使时，士兵痛恨他的粗暴和残忍，希望为军士所信服的宿将纳降军使陈贡言能接管他们。六月，有野心的李茂勋秘密袭击陈贡言，劫杀之，夺取了他的军队，进军军部燕京，声称陈贡言举兵反对张公素。张公素迎战，战败，逃往长安。李茂勋入范阳后，人们才发现他并非为陈贡