劉知俊歸順了歧王李茂貞，攻下了華州和潼關，不禁心中大喜。他即向歧王李茂貞請求發兵援助自己，也向晉王李存勖請求發兵共滅梁軍。劉知俊誇下海口說：“不用十日就可以收複兩京，恢複大唐社稷。”
朱溫這時對劉知俊還抱有幻想，他派身邊近臣去說服劉知俊不要叛梁。梁太祖朱溫帶話責問劉知俊說：“朕待你不薄，你為什麼要背叛我？”劉知俊回答說：“臣不願背德，隻是怕像王重師那樣被滅族。”朱溫又派人對劉知俊說：“劉捍對我說王重師暗中結交邠、歧，要謀反，朕聽信謠言，現在很後悔。劉捍之死不足彌補他的罪過。”可劉知俊卻不宵再回答朱溫的話了。
既然劉知俊決心叛梁，朱溫就隻有一個辦法，那就是動武討伐劉知俊。朱溫下詔削掉劉知俊所有官爵派山南東道節度使楊師厚為西路行營招討使，率領侍衛馬步軍都指揮使劉鄩等將領去討伐劉知俊。朱溫於六月十七日也親帶大軍出發趕往陝西。
劉鄩來到潼關東，捉住了藺如海等三十幾名劉知俊的伏路兵，於是就命令這三十人為前導向潼關進發。在潼關門口碰上另一隊士兵正在進關，他們是劉知俊的弟弟劉知浣帶領的人馬，由於迷路他們沒有能按時到達潼關。劉知浣剛進關，藺如海就到了，門官不知道他已經被俘，於是也讓藺如海及後麵的劉鄩進了關。劉鄩兵馬衝進潼關，追上劉知浣把他擒住，奪下了潼關。
六月十九日朱溫到達陝州。派劉知俊的侄子劉嗣業勸劉知俊投降。劉知俊聽說失了潼關，慌了手腳，就要親自前往朱溫大營認罪。劉知俊的另一個弟弟劉知偃知道朱溫這人翻臉無情勸住了他。不久楊師厚帶領人馬來到華州，劉知俊部將聶賞開門投降。劉知俊見大勢已去，帶領全族逃奔歧州去了。這時長安已經被歧兵占領。楊師厚率奇兵由南山直趨而下，攻進西門，占領了長安。朱溫命劉鄩為佑國軍留後防守長安。
劉知俊逃到歧州，歧王李茂貞對他厚禮相待，任命他為中書令。但是歧屬地域狹窄，沒有藩鎮安置劉知俊，隻是厚給俸祿罷了。
大梁太祖朱溫剛剛收複了長安等地，取得了打敗劉知俊的勝利。這天正在召集眾將慶功。突然接到幽州劉守光報捷的表章，朱溫不知就裏，問了來呈表章的使者才知道原來劉守光已經把其兄劉守文打敗，並生擒了劉守文。
劉守文因為其弟劉守光幽禁父親劉仁恭多次發兵討伐劉守光，但總是無法打敗劉守光。公元908年十一月，劉守文又集中人馬去攻打劉守光。劉守光向晉王李存勖求救，李存勖派了五千兵馬支援劉守光。兩軍在蘆台大戰一場，又在玉田打了一仗，劉守文都失敗了，隻好暫時回了滄州。
劉守文多次攻打劉守光不勝，於是於公元909年五月又發滄州和德州之兵又去討伐劉守光。這次劉守文花重金請了契丹、吐穀渾兵馬四萬助戰。兄弟二人在雞蘇（地名，未查到屬地）大戰一場，這次劉守光被打敗。劉守光盔歪甲斜，被滄州兵追得走投無路，正在這時候劉守文卻單騎站了出來大呼：“勿殺吾弟！”劉守光手下一員大將元行欽認得那正是對方主帥劉守文，於是飛馬過來把劉守文擒住。滄州兵和德州兵見主帥被擒，頓時失了鬥誌，被劉守光麾軍殺了過去，滄州軍大敗。劉守文顧念手足之情，不忍兄弟被殺，卻落得個反勝為敗，自己也被敵將擒住，後悔不及。劉守文被擒以後，劉守光就把他囚禁在一間房子裏，周圍都用帶刺的荊棘圈起來以防他逃跑。
劉守光接著發兵去攻打滄州，滄州節度判官呂兗、孫鶴推舉劉守文的兒子劉延祚為統帥防守滄州。也就是這時劉守光向梁太祖朱溫報捷，而且在報捷表文中稱：“等滄州占領後，為陛下掃平並州敵寇。”劉守光首鼠兩端最像他的父親劉仁恭，他一麵向朱溫表忠心，一麵又派使者送信給李存勖表示要與晉王共滅偽梁。
朱溫接到劉守光的報捷信，心中高興，以為劉守光可以為自己所用，順手就封了劉守光一個燕王。劉守光奏請讓自己未成年的兒子劉繼威為義昌軍留後，朱溫也是照準。
劉守光圍攻滄州，很久都沒有攻下，於是便把劉守文押解到城下給守城的軍士及將領看。但是滄州守將仍是不投降。可是隨著時間的延長，城內食品已經被吃盡，城內百姓隻能吃堇泥，而士兵開始吃人，驢馬也開始互吃尾巴。滄州節度判官呂兗把那些瘦弱的男人、女人捉住，給他們吃些酒曲麥粉，然後宰殺煮了給士兵當做軍糧。
直到來年，公元910年正月劉延祚力盡出降，劉守光才打下滄州。因為劉繼威年齡尚小，劉守光派手下將領張萬進、周之裕輔佐他守衛滄州。而把劉延祚及手下將領押往幽州。後來又派人殺死了哥哥劉守光及侄兒劉延祚。