他的决绝，换来了朱温更加疯狂的报复。邠州城破之日，朱温下令，将杨崇本满门抄斩，无论老幼，尽数屠戮。血腥的屠杀震慑了整个关中，也彻底断绝了其他怀有二心者的投降念头——除了死战，别无他路。
解决了杨崇本，朱温马不停蹄，整合了在关中的近十五万大军（长安和陕虢一带五万加上西征军近十万），如同滚滚铁流，直扑关中最大的对手——盘踞凤翔的岐王李茂贞。
李茂贞这边，刚刚还为朱温在中原倒了大霉而欢呼雀跃，以为自己的机会来了，正与杨崇本信使往来，谋划着如何瓜分朱温在关中的地盘。没想到，朱温这头受伤的饿狼，不仅没有萎靡下去，反而以更凶残的姿态扑了回来！杨崇本迅速败亡、全家被屠的消息传来，凤翔城内一片恐慌。
李茂贞仓促应战。他凭借凤翔城坚池深和自己在关中多年的经营，试图抵挡朱温的兵锋。然而，此时的朱温军队，虽然新兵居多，但数量庞大，且携新胜之威，士气正盛。而且现在李茂贞手里没有了皇帝这张王牌，朱温更加从从容容、游刃有余。
朱温再次来了一场凤翔围城战，持续了整整三个月。
朱温采取了长期围困、断其粮道的策略。他构筑了漫长的壁垒，将凤翔城围得水泄不通，并不时发动凶猛的佯攻或真攻，消耗守军的兵力和意志。李茂贞也曾试图派出精锐骑兵突围求援或劫营，但都被朱温军击退。
城内的情况日益恶化。存粮逐渐耗尽，士兵开始杀马充饥，随后连树皮、草根都成了抢手货。到了第三个月，凤翔城内已是易子而食，析骸而爨的人间地狱。士兵连拿起武器的力气都没有了。李茂贞知道，最后的时刻到了。他试图组织最后一次绝望的突围，但部下已无人响应。
城破。
朱温大军涌入凤翔。李茂贞及其家族、核心党羽，尽数被擒。朱温没有丝毫犹豫，下令将李茂贞全家处死，将其首级传示关中各地。 这个曾经威震西北、甚至一度挟持唐昭宗的枭雄，最终以最惨烈的方式，结束了自己的一生。
凤翔的陷落和李茂贞、杨崇本的覆灭，极大地震撼了整个西北地区。原本还在观望，甚至暗中与李茂贞有联系的各方势力，顿时噤若寒蝉。
其中，最为惊恐的当属定难军节度使，盘踞夏、绥、银、宥等州的党项拓跋部首领。拓跋氏本就一直在大唐与周边势力的夹缝中求生存，此前对朱温和李茂贞均保持若即若离的态度。如今，看到朱温以如此酷烈的手段迅速平定关中两大强藩，其凶威赫赫，令远在河套的拓跋部也感到脊背发凉。
“朱温此人，心狠手辣，睚眦必报，不可力敌！”拓跋部首领先前或许还存着趁乱捞取好处的心思，此刻只剩下保全部落的念头。他立刻派遣使者，携带重礼和表示臣服的誓表，前往朱温军中，正式向朱温称臣纳贡，接受其册封。
朱温对于拓跋部的识时务表示满意。此刻他虽取得关中大胜，但也元气进一步消耗，需要稳定后方，暂时无力也无意深入河套与党项人纠缠。他顺水推舟，接受了拓跋部的归附，给予了其节度使的正式名号，以此羁縻西北。
至此，朱温通过一场残酷血腥的西征，虽然付出了巨大代价，但总算暂时稳定了关中的局面，消灭了李茂贞、杨崇本这两个心腹大患，并威慑了西北的党项人。他将自己的统治中心暂置于洛阳，关中则由养子朱友宁等心腹镇守。