军将领葛从周、氏叔琮到来援魏博军，李存信与李克用之子铁林都将落落遇宣武军于洹水以南，宣武军为陷马坎以等待，李存信战败，落落被擒杀。九月，李存信打败葛从周于宗城，乘胜至魏州的北门。明年（897年），听闻兖州、郓州皆陷落，乃班师回河东。八月，跟从李克用讨伐刘仁恭，大军驻扎安塞，为燕军所败。李克用大怒，责备李存信不能代他领军抵抗燕军，李存信险些被处死，顿首谢罪得免。自此李存信感到惧怕，光化年间以后经常称病，李克用以兵权授与李嗣昭，只封李存信为右校。天复二年（902年）十月，李存信在晋阳病逝，死时四十一岁。