催胤被远在凤翔的朝廷罢免相位之后愤恨不已，当然不会就此善罢甘休，亲自来到和河中前线找朱温商议对策：“现在韩全诲挟持皇帝在凤翔胡作非为，早已引起朝中大臣不满。只有朱公才有实力将昭宗接回长安，救驾有功您的威望会更高。”
朱温当然知道其中的利益，从山西战场回来之后，率大军马不停蹄再次向凤翔进发。凤翔军民知道消息后开始恐慌，家家户户囤积粮食，有的扶老携幼出城投靠乡下亲戚避难，估计新一轮围城又要开始了。李茂贞硬着头皮率军前来迎战，结果不用说，一战就把李茂贞万余人消灭，狼狈逃回歧州城，借助城墙继续顽抗，可是城内补给却是大问题。
周边州县逐渐被朱温降服，可恨的是四川王建趁机来边境抢劫，百姓家中粮食被洗劫一空，给李茂贞筹集粮草增加难度，抵抗朱温更加困难，李茂贞深感危机重重，他恨透王建的盗贼行为，不过他的人品与王建没有区别，都是一个难缠鬼。朱温的军队到达歧州城下后，安营扎寨打算长期围困，就算饿也要饿死李茂贞，现在就剩下歧州这座孤零零的城池，粮食早已经吃光，李茂贞只得派人抓猫鼠煮熟给皇帝充饥。普通百姓饿死街头随处可见，街上有一个流浪汉饿死无人认领，立刻被饿慌的人们争抢，不一会儿工夫只剩下骨头架，人肉卖到100钱一斤，狗肉卖到500钱一斤。
歧州城被围困数月之后，朱温估算城内已经到了山穷水尽，于是穿上官服在城下喊话：“我受京城百官的委托来接皇帝回去，不愿意与李公交战，只要你答应把陛下送出城来，我马上回长安去，请百官来这里迎接陛下。”这个场景前面已经上演一次，李茂贞不予理睬，天天转动脑袋想办法如何化解危机。双方就这样僵持不下，正当朱温无计可施，干儿子高季昌献议：“可以派人散布谣言，说我军粮草已经吃完，军心开始动摇，朱大帅回长安找催胤筹集粮草。李茂贞可能出城偷袭，如此定能一举灭掉他。”
正当李茂贞一筹莫展之际，听说汴军缺粮的传言，果然上当准备搞突袭，他亲自登上城墙观察好些天，看见城外的汴军精神萎靡，松松垮垮，这些当然是朱温有意安排。不过李茂贞不愧为乱世奸雄，比较谨慎，晚上偷偷派精明人出城去打探虚实，可惜耍阴谋他与朱温相差十万八千里。奸细穿上汴军的衣服，趁夜偷偷吊绳出城混入军中打探消息，高季昌早已做好安排，奸细看到汴军晚上防备比较松散，为保险起见，第二天再派士兵假意投降核实信息，汴州军的将校好言好语接待，于是假降的士兵趁夜将信件绑在箭头射入城中。李茂贞的确够谨慎，无奈他的对手是朱温，换着别人他未必输得这么惨。
两次试探证实消息的准确性，李茂贞于是下定决心赌一把，在一个伸手不见五指的黑夜，他亲自率兵出城，突然向汴军发起偷袭，汴军一路败退。谁知还没追出四五里地，高季昌突然率伏兵四起，喊杀声震天杀向歧州兵，李茂贞知道上当，损兵折将大败而归，元气大伤再也不敢提偷袭的事。李茂贞就这样成全了高季昌，此后高季昌逐渐得到朱温的赏识，直到后来被封荆南节度使，朱温死后在湖北建立独立的荆南政权，成为“五代十国”南方政权之一。
李茂贞和韩全海又想到了向外求援，于是假借唐昭宗的名义向各藩镇发出诏书，要求前来凤翔救驾。驻守青州（今山东淄博）的平卢节度使李师范得到诏令后，召集部将商议救驾的事：“我等食唐王朝的俸禄，如今陛下有难，作为臣子我们应当报效朝廷。”可是远水救不了近火，从青州到凤翔足足有两千里，而且要跨过朱温的地盘，救援凤翔几乎不可能，于是决定在后方骚扰汴州军，派出部队袭击济州、兖州等地。
只有驻守三原（今长安北面）的幽州保大节度使李茂勋是他堂弟，得到诏令之后率军前来救援，派兵在歧州城外的山坡上点起很多火堆，与歧州军遥相呼应。朱温得知李茂勋带兵出来，后方一定空虚，立即派出精锐部队趁机端掉他的老巢，很快攻占鄜州和坊州，前线将士们的家眷全都被抓起来，不过此时朱温打的是政治仗，全都以礼相待。李茂勋得知家眷被抓之后吓得不轻，因为他知道朱温的为人，这个杀人不眨眼的瘟神目的不达什么事都能干得出来，于是马上与李茂贞划清界限，派使者到汴军大营讲和，然后率兵回去。