与了对王世充、窦建德的战争，屡立战功。武德五年（622年），李道宗随同李世民征讨刘黑闼，期间一度被刘军包围，幸得尉迟敬德救出。战后，李道宗被任命为灵州总管，进封郡王。唐高祖武德五年（622年），唐王朝与东突厥爆发唐。武德五年底，李道宗坚守灵州，击败东突厥和梁师都的联军，进一步攻占五原等地，辟地千里。捷报传来，唐高祖大喜，将李道宗比作曹魏初年的勐将任城王曹彰，故晋封其为任城郡王，年仅22岁。李道宗长期经略灵州，训练军队有素，为唐朝西北朔方军的前身。贞观元年（626），唐太宗拜李道宗为灵州大都督，给予极大的