第二年，多次取胜的朱温又与朱瑾兄弟大战，以火攻取胜，最后擒杀朱宣，朱瑾逃奔杨行密。经过多年的征战，朱温扫清了一个个对手，完全控制了黄河以南淮河以北的中原大地，超过李克用成为最大的地方势力。从25岁参加黄巢起义军，到光化二年(公元899年)攻太原(今山西太原)、占榆次(今山西榆次)时47岁，朱温二十余年经营之后，羽翼丰满，野心开始膨胀，下一个目标他瞄上了皇帝宝座。
　　围攻凤翔
　　光化三年（900年）十一月，宦官刘季述等幽禁唐昭宗，立太子李裕为帝。次年初，与朱温关系密切的宰相崔胤与护驾都头孙德昭等杀刘季述，昭宗复位，改年号为天复，进封朱温为东平王。此后，崔胤想借朱温之手杀宦官，而韩全诲等宦官则以凤翔(今属陕西)李茂贞、邠宁(今彬县、宁县)王行瑜等为外援。这年十月，崔胤矫诏令朱温带兵赴京师，朱温乘机率兵7 万由河中攻取同州、华州(今华县)，兵临长安近郊。韩全诲等劫持昭宗到凤翔投靠李茂贞。朱温追到凤翔城下，要求迎还昭宗。韩全诲矫诏令朱温返镇。天复二年，朱温在一度返回河中之后再次围攻凤翔，多次击败李茂贞。前来救助李茂贞的鄜坊节度使李周彝也被拦截而归降朱温。控制唐昭宗凤翔被围日久，城中食尽，冻饿死者不可胜计。李茂贞无奈，于天复三年(903)正月杀韩全诲等 20 人，与朱温议和。朱温挟昭宗回长安，昭宗从此成了他的傀儡。昭宗也深知自己的境遇，他对朱温说：“宗庙社稷是卿再造，朕与戚属是卿再生。”因此他对朱温唯命是从。不久，朱温杀第五可范等宦官700 多人。唐代中期以来长期专权的宦官势力受到了彻底的打击。朱温则被任命为守太尉、兼中书令、宣武等军节度使、诸道兵马副元帅，进爵为梁王，并加赐“回天再造竭忠守正功臣”的荣誉头衔和御制《杨柳词》5首。
　　然而朱温的目的是要取而代之。在任命他为诸道兵马副元帅之前商量正元帅的人选时，“崔胤请以辉王祚为之。上曰：‘濮王长’。胤承全忠密旨利祚冲幼，固请之。己卯，以祚为诸道兵马元帅”。天祐元年(904年）正月，朱温再次表请迁都洛阳(今属河南)，当昭宗“车驾至华州，民夹道呼万岁。上泣谓曰：‘勿呼万岁，朕不复为汝主矣！’”又对他的侍臣说：“朕今漂泊，不知竟落何所！”朱温把昭宗左右的小黄门、打毬供奉、内园小儿等200 余人全部缢杀而代之以他选来的形貌大小相似的亲信。“昭宗初不能辨，久而方察。自是昭宗左右前后皆梁人矣！”
　　建梁称帝
　　迁都洛阳后，朱温仍担心 38 岁的昭宗有朝一日利用李茂贞、李克用等东山再起，就令朱友恭、氏叔琮、蒋玄晖等杀昭宗，借皇后之命立13 岁的李柷为帝，是为昭宣帝。
　　为了推卸罪责，他在事前带兵离开洛阳到河中前线去讨伐新附于李茂贞的杨崇本。事后他回到洛阳演了一出戏：“朱全忠闻朱友恭等弑昭宗，阳惊号哭，自投于地曰：‘奴辈负我，令我受恶名于万代！’癸巳，至东都，伏梓宫恸哭流涕。又见帝自陈非己志。”随后，他杀朱友恭和氏叔琮以灭口。天祐二年(905年)二月，朱温又杀李裕等昭宗九子于九曲池。六月，杀裴枢、独孤损等朝臣30余人，投尸于滑州(今滑县东)白马驿附近的黄河，说是要让这些自诩为“清流”的-成为“浊流”。朱温迫不及待地要废唐称帝，令唐宰相柳璨、枢密使蒋玄晖等加紧筹划。柳、蒋一则认为“魏晋以来，皆先封大国，加九锡殊礼，然后受禅，当次第行之”。再则认为“晋、燕、岐、蜀，皆吾勍敌，王遽受禅，彼心未服，不可不曲尽义理，然后取之”。因而建议朱温按部就班依例而行。天祐二年十一月，昭宣帝任命朱温为相国，总百揆，并进封魏王，以宣武等21道为魏国，兼备九锡之命。这本是柳璨等为朱温正式称帝铺设的一块跳板，可是朱温认为是柳璨等人有意拖延时日以待变，怒而不受此命，先后杀蒋玄晖、柳璨等人，进一步加快了夺权的步伐。
　　天祐四年(907年）四月，朱温在表面上由唐宰相张文蔚率百官劝进之后，正式称帝，更名为朱晃，庙号太祖。改元开平，国号大梁，史称后梁。升汴州为开封府(今河南开封)，建为东都，而以唐东都洛阳为西都。废 17 岁的昭宣帝为济阴王，迁往曹州济阴囚禁。次年二月，将其杀害。

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