从中响应。
李存孝起初不相信，接过李存信负责的粮草供应出现问题。又加上李存信暗示是李克用的主意，于是李存孝就造反。一根筋的纯猛将怎么会是老谋深算的李克用对手？不久就被李克用击败，堵刑州。
存孝登上城楼，哭着对城下的李克用说道：“儿蒙王的大恩，位至将相，难道愿意舍父子的关系而投仇敌？这是由于存信诬陷的缘故。希望能活着见王，说一句话就死。”
李克用很感伤，派刘夫人入城慰谕。刘夫人带着李存孝回来，他磕头请罪道：“儿于晋有功而无过，所以至此，是存信的缘故！”
李克用呵斥道：“你写给朱全忠、王熔的信，大肆毁谤我，这也是李存信逼你干的吗？！”于是将他押回太原，以车裂之刑处死。
其实李克用本不想杀他，希望诸将为他求情，就此顺势免了他的罪，谁知诸将都妒忌他，没一个为他求情。李克用为此深恨诸将，但却没有谴责过李存信。李克用惋惜存孝，为之十多天不理政事，兵势也逐渐转弱，而朱温的势力则开始变得越来越强大
后来，在李存孝死后，王彦章再无敌手，竟然连挑晋军猛将三十六人，急得李克用大哭说道：“假如我儿存孝若在，何至于此？”