朱温的第四子朱友贞，也想夺取皇位，只是苦于没有实力。朱友圭命他杀害朱友文，他也不敢违抗，只得奉命办事。因此，朱友圭即位后，任命他为东京留守、行开封府尹、检校司徒。这时后梁的另一大臣赵岩有事来到汴梁，朱友贞设宴款待，席间言及皇位之事。朱友贞遂乘机向他请教，如何可以取而代之？赵岩说：“此事易如反掌，成败全在杨令公（指杨师厚）一人，只要得其一言，禁军立即奉命而行。”杨师厚位高权重，禁军将士多为其部下，又占据魏博重镇，精兵猛将多在其掌握之中，所以赵岩才劝朱友贞结好于杨师厚。赵岩当时也在禁军中任职，返回洛阳后，便把与朱友贞商议的内容告诉了侍卫亲军都指挥使袁象先，得到了袁的支持。朱友贞又派心腹马慎交前往魏州见杨师厚，答应事成之后，赐给劳军五十万贯钱，并许愿杨师厚可以再兼领一个藩镇。杨师厚犹豫不决，对其部下说：“我与友圭君臣之分已定，今无故改图，别人又会怎么议论我？”马慎交劝喻说：“友圭以子弑父，天下人皆知，友贞是太祖至亲之子，仗义讨贼，名正言顺。如果一旦事成，令公又如何相处？”杨师厚醒悟，决意支持朱友贞。于是他派人入洛阳，密与赵岩、袁象先等商议举事计划。
得到杨师厚的支持后，朱友贞便放心大胆地行动起来。在此之前，龙骧军的一个军官在怀州反叛，搜捕其同党的行动四处进行，朱友贞派人潜入其军中，散布谣言说：“友圭因为龙骧军曾经发生过叛乱，此次把你们召到洛阳，将要全部坑杀。”当时左右龙骧军驻扎在汴梁，朱友贞伪造友圭诏书，调其入洛阳，然后借机煽动龙骧军起事。龙骧军将校闻知这个消息，非常惊恐，纷纷到朱友贞处，向他请教逃生之路。朱友贞乘机煽动他们起兵诛杀友圭，诸将校也表示愿意拥戴友贞。朱友贞掌握了龙骧军的兵权后，马上派人密告赵岩、袁象先，于是赵、袁等人率禁军突入宫中，杀死了朱友圭，然后拥立朱友贞在汴梁即皇帝位。
朱友贞即位后，史称梁末帝。由于他是依靠禁军将校的拥戴当上皇帝的，所以即位之后，大肆赏赐，花费了巨额钱财。加上连年征战，军费开支浩大，使后梁财政日趋紧张。为了满足需要，梁末帝任用贪吏，搜刮民财，致使社会矛盾骤然激化。
杨师厚倚仗其拥立之功，更加骄矜不法，目无君主。梁末帝惧怕其势大，朝中事务无论巨细，皆先咨询后而施行，杨师厚俨然成了后梁的太上皇。好在杨师厚毕竟年高，不久就病死了。梁末帝得知消息后，如释重负，在宫中设宴庆贺。
但是杨师厚所在的魏博镇仍然是一个很大的威胁，魏博兵多将广，勇悍善战，地理位置又靠近汴梁，如果这一威胁不解除，梁末帝仍然难以安生。于是其亲信赵岩献计，不如趁其军中无主，将魏博一分为二，可以达到削弱其强势地位的目的。梁末帝听从其计，下诏将魏博分为天雄、昭德两镇，其府库将士对半而分。又恐魏博将士不服，遂派大将刘彻率大军六万渡过黄河，逼近魏州，准备弹压。
魏博将士不愿背井离乡，聚众哗变，他们纵火大掠，劫持了新任节度使贺德伦，请降于晋。李存勖喜出望外，亲率军队到魏州，接收了军政大权。这一变化对晋来说，无疑是天上掉馅饼的好事，不仅一举占据了魏博这一军事重镇，直接威胁到后梁的统治中心汴梁，而且获得了魏博的久战之精兵，使其军事实力大大地增强了，尤其魏博银枪效节军的收编，意义更大，这支军队战斗力勇悍异常，李存勖收其为亲军，后来在灭亡后梁的战争中出力甚大。
梁末帝当然不甘心魏博就此失去，催促刘彻迅速进军，收复魏博。刘彻是后梁诸将中非常杰出的将领，多谋善断，用兵诡诈。他自知晋军兵力强大，不能正面硬拼，于是派军队间道袭击太原，妄图调动晋军主力回救，然后再攻取魏博。李存勖洞察其谋，结果没有得逞，只好退屯莘县，闭营不出。梁末帝连诏催其出战，刘彻因军粮不足，请求每人发给十斛粮，才可进行反攻。梁末帝大怒，下诏严责，又派人督战。刘彻无奈，只好勉强进兵，结果大败而回。从此，刘彻坚壁不战，以避晋军锋芒。贞明二年（916年），李存勖为了引诱梁军出战，留大将李存进驻守原处，扬言自己返回太原。梁末帝闻言，又一次催促刘彻进兵魏州，并且说：“社稷存亡，全系此战，望将军勉之！”刘彻只好再次进兵，在故元城（今河北大名东）西与晋军遭遇，梁军大败，仅步兵被歼的就达七万之众。这时派去袭击太原的梁军在城内守军与城外援军的夹击下，也大败溃退。晋军还乘胜进击，连下邢、洺等州，从而使河北之地尽数归于晋，与后梁形成夹河（黄河）对峙的局面。争夺魏博镇的这场战争，以晋军全胜后梁彻底失败而宣告结束，梁末帝得知战败的消息后，哀叹说：“吾大势去矣！”
这一时期后梁皇室内部的矛盾也趋激化，朱氏诸子互相猜忌，时刻想发动宫廷政变，以夺取皇位。贞明元年，梁末帝的张贤妃死亡，临出葬的前一夜，末帝之弟康王朱友孜遣心腹之人潜入寝宫，谋刺末帝，事泄被杀。从此以后，末帝更加疏远宗室兄弟，宠信赵岩及德妃兄弟张汉鼎、张汉杰等人，他们均居近密之职。军国大事也多与他们商议，每次出兵也一定派这些人前往监军。而赵岩等人也倚仗权势，卖官鬻爵，离间将相，搞得朝中乌烟瘴气，人心涣散。老臣敬翔、李振等，虽居相位，所言多不见用。李振干脆称病不出，不问政事，以避赵、张祸害。自此，后梁政事更加混乱，直至灭亡。
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