邓季筠见到朱温，跪拜说道“邓某不才，身陷河东。如今回来请罪！”朱温大喜，将其扶起说道：“不罪不罪，回来就好。哈哈！”之后邓季筠向朱温详细汇报了邢州城被围情况，朱温便召集诸将商议是救还是不救。
邓季筠说道：“如果我们不出兵，邢州必将重新归于李克用。猛将李存孝亦不能为我所有。”大将牛存节反对道：“我们还没拿下兖州、郓州，岂能舍此顾彼？”朱温有些不高兴，瞪了他一眼：“你是嫉妒李存孝之勇吧！”前文已讲过，李存孝曾将牛存节像小儿一般戏耍，朱温这话羞得牛存节哑口无。丁会这时说道：“兖、郓二州确是我们的首要之事。目前的确是难以抽出兵众前去营救。不过我认为可以派出一部分兵力前往接应，到时里应外合，虽不能保住城池，但可以将李存孝救出。我们可得一猛将”大将葛从周随即反对道“此言差矣。李克用之志必得邢州而后已。他围城兵力有数万，我们若派少量兵力前往，无异于以肉投馁虎。那李存孝再是骁勇无敌，亦难以突破天堑，杀出重围。”
一番商议，除了邓季筠与丁会外，其他将领都不同意营救。
朱温怜惜李存孝之勇，奈何诸将不愿救之。这些将领跟随自己百战，才使得自己地盘能有今日之广，他怎能不顾及他们的感受呢？自叹道“勇猛如此，为将者谁能不妒？”但内心仍有些踟蹰，他便单独召敬翔来谈。敬翔道“不救为是。李存孝是虎，养虎当饱其肉，若不饱其肉，终将被其反噬。李克用令他做邢洺节度使，对他可谓不薄。可他仍不满足。试想一下，如若将来他立大功，你将如何赏他？他若提出兼领两镇之节度使，你是答应还是不答应？他能背叛他义父，怕以后也会背叛你。吕布杀董卓、丁原，曹公因此不用。公可以之为鉴。”朱温点头称是，彻底断了营救李存孝的念头。这回邓季筠的表现让朱温很是赞赏，他心念旧主又无妒心，朱温便让他统领了自己的一支亲军。
894年三月，邢州城中粮食用尽。李存孝登上城墙向康君立说道：“吾蒙父恩方得富贵，若非困于谗慝，安肯舍父子而从仇雠乎！愿一见父王，虽死不恨！"康君立使人报往晋阳后，李克用亲自前来。李存孝便负荆自缚，出城见李克用，泥首谢罪道："儿粗立微功，只因存信馋构，才失图至此！"克用责备道："汝遗朱温、王镕书，尽是侮辱谩骂之词，毁我万端，还上表朝廷要联结诸藩镇攻灭我。此亦存信教汝乎？"李存孝辨道：“书信皆是我令降将袁奉韬找人代笔，具体内容我从未看过。这个卑鄙小人，因我与李存信之嫌隙而暗中害我，谋乱河东。我已将其摔死。望义父明察！“李克用怒气犹盛，令人先将存孝捆绑押往晋阳。
叛变罪重，李克用欲要将李存孝车裂。他问李存孝道“临死前你尚有何遗愿？”存孝哭泣道：“儿之功名富贵，全是义父所赐。孩儿情知罪孽深重，愧对父亲。儿只有一老母，已于数年前仙逝。如今无牵无挂，只求速死。若有来生，愿再为父子，定不负恩！”
李克用听后亦悲伤不已，他此时终于稍稍感悟，明白父子俩为存信所离间。他极其不舍存孝之勇。临刑之际，希望诸将中能有一二为其求情者，自己也好顺势免存孝一死。然而一来诸将嫉其勇略，二来诸将多受存信贿赂，竟然无一人为其求情。李克用知李嗣源为人清白有威严,不受馈遗，明理晓事，便望向他，将唯一的希望寄托在他身上。哪知李嗣源竟也低头沉默不语。其实李嗣源并非嫉妒存孝之勇，他心中想的是天下战乱方殷，风云多变。若不杀叛者，则难以正刑，亦无以惩后。他虽不耻李存信之为人，认为他爱酒贪财，屡进谗言，但却知道李存信对义父的忠心无二。因此终未为存孝求情。
不过，还是有一个人为李存孝求情了。那是克用未满九岁的儿子李存勖。李存孝对这个弟弟非常疼爱，在五六岁时便教其骑射、厮扑，给他讲述战斗之事、入阵之法。李存勖对这个天下第一勇士也是非常崇拜。这时他哭涕着求父王。只是，李克用无法答应他。诸将都不来求，为一个孩子而饶了他，岂不是打诸将的脸？
李存勖哭泣着为李存孝送行，李存孝对他说道“好弟弟，我以后不能再教你武艺了。你要记得每日勤加练习。这辈子我对不住父亲，后悔无及，永别了。”
李存信怕李存孝筋强骨壯，难以成刑。暗中令人把绳子换成了锁链，马匹换成了牛。终于，李存孝在五头牛的拉扯下肢裂而死。天下第一勇将就此殒命。真可谓是“万骨堆出勇将名，怎许人间见白头？”临刑之际，无数军士为之边哭泣边歌道“打虎李存孝，入阵世无双。擒将如反掌，威名军中扬”……李克用也不由得落下泪来。
李存孝每临大敌，身被重铠，挂弓坐槊。仆人以二骑跟从，战酣之际，马稍疲乏，就于阵中换马，轻捷如飞。舞双锥枪，挺身陷阵，万人辟易，天下无匹。其勇足以冠三军而长万夫，苟不为叛臣，可谓良将矣。
失李存孝，李克用痛惜不已，不食者数日。不理政事亦达半月之久。自折股肱，兵力亦远不及之前强盛了。
而李存孝死后，李克用待李存信也再无以往那样亲近了。李存信心中忧惧，日夜不安，思立大功以重新获得义父的信重。
自幽州地为李匡筹所得，李匡威又死，赫连铎在幽州待不下去了，便去投奔了振武节度使白义诚。李存信考虑振武无援，易于攻取。便向李克用请命道：“孩儿愿受长缨，必缚赫连铎而致之麾下。”