四年（897年），听闻兖州、郓州皆陷落，乃班师回河东。八月，跟从李克用讨伐燕王刘仁恭，大军驻扎安塞，结果因醉酒误事，被刘仁恭的大将单可及和杨师侃击败。李克用大怒，严词责备李存信，将杀之。李存信惧怕，顿首谢罪，险遭不测。

自此以后，李存信锐气全无，经常称病，不再随从李克用出战。李克用以兵权授与李嗣昭，只封李存信为右校。天复二年（902年）十月，因病死于晋阳，死时41岁。

李存信，本姓张，父君政，回鹘部人也。大中初，随怀化郡王李思忠内附，因家云中之合罗川。存信通黠多数，会四夷语，别六蕃书，善战，识兵势。初为献祖亲信，从武皇入关平贼，始补军职，赐姓名。大顺中，累迁至马步都校，与李存孝击张浚军于平阳。时存孝骁勇冠绝，军中皆下之，惟存信与争功，由是相恶，有同水火。及平定潞州，存孝以功望领节度，既而康君立授旄钺，存孝怒，大剽潞民，烧邑屋，言发流涕，疑存信摈己故也。明年，存孝得邢、洺，武皇与之节钺。存孝虑存信离间，欲立大功以胜之，屡请兵于武皇，请兼并镇、冀，存信间之，不时许。大顺二年，武皇大举略地山东，以存信为蕃汉马步都校，存孝闻之怒，武皇令存质代之，存孝乃谋叛。既诛，以存信为蕃汉都校。从讨李匡俦，降赫连铎、白义诚，以功检校右仆射，从入关讨王行瑜，加检校司空，领郴州刺史。

乾宁三年，兖、郓乞师于武皇，武皇遣存信营于莘县，与朱瑄合势以抗梁人。梁祖患之，遣使谍罗宏信曰：“河东志在吞食河朔，回军之日，贵道堪忧。”而存信戢兵无法，稍侵魏之刍牧，宏信怒，翻然结于梁祖，乃出兵三万以攻存信。存信敛众而退，为魏人所薄，委弃辎重，退保洺州，军士丧失者十二三。武皇怒，大出师攻魏博，屠陷诸邑。五月，存信军于洹水，汴将葛从周、氏叔琮来援魏人，存信与铁林都将落落遇汴人于洹水南，汴人为陷马坎以待之，存信战败，落落被擒。九月，存信败葛从周于宗城，乘胜至魏州之北门。明年，闻兖、郓皆陷，乃班师。八月，从讨刘仁恭，师次安塞，为燕军所败。武皇怒谓存信曰：“昨日吾醉，不悟贼至，公不辨耶！古人三败，公姑二矣。”存信惧，泥首谢罪，几至不测。自光化已后，存信多称病，武皇以兵柄授李嗣昭，以存信为右校而已。天复二年十月，以疾卒于晋阳，时四十一。

存信，本姓张氏，其父君政，回鹘李思忠之部人也。存信少善骑射，能四夷语，通六蕃书。从太祖起代北，入关破黄巢，累以功为马步军都指挥使，遂赐姓名，以为子。存信与存孝俱为养子，材勇不及存孝，而存信不为之下，由是交恶，存孝所为，存信每沮激之，存孝卒得罪死。而存信数从征伐，以功领郴州刺史。太祖遣将兵救朱宣，存信屯于莘县，为罗弘信所击，存信败，亡太祖子落落。后从太祖讨刘仁恭，大败于安塞。太祖大怒，顾存信曰：“昨日吾醉，公不能为我战邪？古人三败，公已二矣。”将杀之，存信叩头谢罪而免。由是大惧，常称疾，天复二年卒，年四十一。

旧五代史：存信通黠多数，会四夷语，别六蕃书，善战，识兵势。

新五代史：存信少善骑射，能四夷语，通六蕃书。

资治通鉴：存信，北川牧羊儿耳，安知远虑！

父：张君政

儿：张从训，张从恩