不过后唐庄宗李存勖并没有履行诺言，相反对李嗣源十分猜忌。926年，邺城发生兵变，李存勖只好派李嗣源平叛。结果军中发生哗变，将士们推举李嗣源为帝。这时候洛阳也发生叛变，后唐庄宗被杀。在这种情况下，已经59岁的李嗣源登上帝位。李嗣源只做了7年的皇帝，而且他不识字，但他却是一代明君。
李嗣源在位期间，多次减免赋税，减轻百姓负担，同时他还严厉打击贪官污吏，甚至不惜杀死自己的亲戚。在李嗣源统治期间，“年谷屡丰，兵革罕用，校于五代，粗为小康”，同时李嗣源生活俭朴，“内无声色，外无游畋”，因此后唐明宗李嗣源堪称是一代明君，不过他的结局却不太好。
933年11月，李嗣源身患重病，不过他却一直没有立太子。一天，皇次子李从荣入宫探病，当时“帝俯首不能举”。李从荣出宫时，听到宫中传出哭声，以为父皇已经驾崩，于是他暗中调动军队，想发动政变，抢先一步夺取皇位。但其实李嗣源并没有死，反而病情有所好转。
李从荣率领数千人攻打皇宫，“宫中相顾号哭”。李嗣源闻讯后，大吃一惊，不过叛军很快就消灭，李从荣连同他的儿子都被杀死。当李嗣源得知儿子被杀后，史书用了两个字，“悲骇”，当时差点从御榻上掉下来，“绝而复苏者再，由是疾复剧”。经过这场惊吓后，李嗣源病情加剧，死于宫中。
