去商议军国大事，石敬瑭在路上遇到从洛阳逃出来的李从厚，李从厚的随将嫌石敬瑭不保李从厚，短兵相接后，石敬瑭就将李从厚的随从全都杀死，然后将李从厚幽禁起来，去向李从珂请功。最后李从珂派人将李从厚杀死。
李从珂继位以后，虽然石敬瑭帮他除掉了李从厚这个后患，但并没有信任
他，反而将石敬瑭当成最大的威胁来对待。想尽办法要将他调离河东这块根据地。
在石敬瑭到首都参加完李嗣源的葬礼之后，也不敢提出要回去，害怕李从珂起疑心，所以整天愁眉不展，再加上他当时有病，最后竟瘦得皮包骨，不像个人样。妻子李氏赶忙向母亲曹太后求情，让李从珂放石敬瑭回去。李从珂虽然不是曹太后的亲生儿子，但曹太后从小对他如同亲生一样，又见石敬瑭病成这样，估计难以构成什么威胁，于是就顺水推舟做个人情，让石敬瑭回到了河东。没想到这次竟是纵虎归山，后唐亡于他手。
石敬瑭回去之后，更是小心防范，其妻李氏有次回去参加李从珂的生日宴会，想早点回来，李从珂却醉醺醺地对她说：“这么着急回去，是不是要和石郎造反呀”李氏回来告诉了石敬瑭，这使石敬瑭更加相信李从珂对他疑心很重，因为酒后人常说些平时不想说的话。从此石敬瑭就开始为以后做充分的准备。一方面在首都的来客面前装出一副病态，说自己没有精力治理地方政务，以此来麻痹李从珂；另一方面，他几次以契丹侵扰边境为名，向李从珂要大批军粮，说是屯积以防敌入侵，实际是为以后打算。李从珂被他蒙在鼓里，屡次上当，但石敬瑭的部下却看了出来，在朝廷派人慰劳将士时，有的人就高呼万岁，想拥立石敬瑭做皇帝以功邀赏。石敬瑭害怕事情泄露，就将领头的将士共三十六人杀死。
为防止以后有变时措手不及，石敬瑭决定试探李从珂，就上书假装辞去马步兵总管的职务，让他到别的地方任节度使，如果李从珂同意就证明怀疑自己，如果安抚让他留任说明李从珂对他没有加害之心。但李从珂却听从了大臣薛文通的主意，薛文通说：“河东调动也要反，不调动也会反，时间不会太长，不如先下手为强。”李从珂就下令派石敬瑭去他处任节度使，这下刺激得石敬瑭慌不择路地勾结契丹做了儿皇帝，从此留下百世骂名。
石敬瑭先装病不走，然后又要求李从珂让位给李嗣源的亲生儿子李从益，说李从珂是养子，不应该继承皇位。李从珂就下令罢免石敬瑭的所有官职，然后派兵讨伐，命张敬达领兵攻打太原。
石敬瑭早有计划，见兵临城下，自己又力量不足，就计划向契丹皇帝耶律德光求救，并向其许诺：割让幽云十六州给契丹，每年进贡大批财物，以儿国自称。 刘知远即后汉高祖认为条件太屈辱，没有必要许诺这么多，但石敬瑭在桑维瀚的支持下一意孤行。
正愁没机会南下的耶律德光喜出望外，立即领兵来救石敬瑭，最后大败后唐军队。后晋天福元年936年十一月，辽太宗耶律德光册石敬瑭为皇帝，改元天福，国号晋，契丹主自解衣冠授之。石敬瑭遂即位于柳林今山西太原市东南。 石敬瑭则将幽云十六州，即今天的河北和山西北部的大片领土割让给了契丹。十六州是：幽今北京市、蓟今天津蓟县、瀛今河北河间、莫今河北任丘、涿今河北涿县、檀今北京密云、顺今北京顺义、新今河北涿鹿、妫音归，原属北京怀来，今已被官厅水库所淹、儒今北京延庆、武今河北宣化、蔚今山西灵丘、云今山西大同、应今山西应县、寰今山西朔县东马邑镇、朔今山西朔县。 石敬瑭称比他小十岁的耶律德光为父皇帝，再每年进奉帛三十万匹。被后人所谴责的主要是割让土地，不仅使中原失去大片领土，而且使契丹轻易占领了长城一带的显要地区，此后，契丹便可以长驱直入直到黄河流域，中间没有了抵抗的天然屏障，为中原人民带来了无穷的灾难。实际丢的不仅有16州，李嗣源统治时期丢了平州，宁州和营州在后唐灭后梁之战时被契丹趁机夺取。此外后晋杜重威投降后，耶律德光派耿崇美诱降，易州刺史郭固被杀，易州也被契丹占领。
对此种认贼作父、卖国求荣的行径，连其亲信都押牙刘知远也表示反对说：称臣可矣，以父事之太过，厚以金帛赂之，自足致兵，不必许其土田，恐异日大为中国之患，悔之无及。然石敬瑭不从，仍一意孤行。契丹主耶律德光得表大喜，以兵援之，大败后唐张敬达。
石敬瑭称帝后，很守“信用”，割幽云十六州给契丹，承诺每年给契丹布帛30万匹。幽云十六州乃北部天然屏障，至此中原完全暴露在契丹铁蹄之下。
石敬瑭在太原柳林现太原市小店区刘家堡乡西柳林村，俗称柳林庄称帝伊始，卢龙节度使北平王赵德钧，厚以金帛贿赂契丹，亦欲倚仗契丹以取中原，仍许石敬瑭镇河东。契丹主因当时困难重重，欲许赵德钧之请。石敬瑭闻讯大为惊惧，急令掌书记官桑维翰见契丹主。桑维翰跪于契丹主帐前，自旦至暮，涕泣不立，苦苦哀求契丹放弃赵德钧之请。契丹主从之，并说桑维翰对石敬瑭忠心不二，应该做宰相。石敬瑭遂以桑维翰为中书侍郎，同平章事。
同月，石敬瑭攻入洛阳，后唐亡。后晋天福二年937年，车驾入汴州， 翌年938年，升汴州为东京开封府。时晋朝新得天下，藩镇多未服从，兵火甚多，府库空虚，民间贫穷，但契丹仍贪求无厌。为解决财政危机、巩固政权，石敬瑭采纳了桑维翰的建议，推诚弃怨，以抚藩镇；训卒缮兵，以修武备；务农桑，以实仓库；通商贾，以事货财；卑辞厚礼，以事契丹。
石敬瑭对于契丹百依百顺，非常谨慎，每次书信皆用表，以此表示君臣有别，称太宗为“父皇帝”，自称“臣”，为“儿皇帝”。每当契丹使臣至，便拜受诏敕，除岁输30万布帛外，每逢吉凶庆吊之事便不时赠送好奇之物，以致赠送玩好奇异的车队相继以道。
石敬瑭虽推诚以抚藩镇，但藩镇仍不服，尤耻臣于契丹。大同节度使判官吴峦，闭城不受契丹命。应州指挥使郭崇威，挺身南归。
后普天福二年937年，天雄节度使范廷光反于魏州，石敬瑭令东都巡检张从宾讨伐，但张从宾与之同反。继而渭州也发生兵变。是年，契丹改国号“大辽”。侍卫将军杨光远自恃重兵，干预朝政，屡有抗奏。石敬瑭常屈意服从之。后晋天福四年940年，杨光远擅杀范廷光，石敬瑭因畏惧杨光远，以致不敢法问。
后晋天福六年942年，成德节度使安重荣上表指斥石敬瑭父事契丹，困耗中原，并表示与契丹决一死战。石敬瑭发兵斩安重荣，并将其头送与契丹。
石敬瑭晚年尤为猜忌，不喜士人，专任宦官。由是宦官大盛。由于吏治腐败，朝纲紊乱，以至民怨四起。游牧在雁门以北的吐谷浑部，因不愿降服契丹，酋长白承福带人逃到了河东，归刘知远。后晋天福七年942年，契丹遣使来问吐谷浑之鼎，石敬瑭既不敢得罪手握重兵的刘知远，更不敢得罪“父皇帝”，由此，忧郁成疾，于六月在屈辱中死去，时年51岁， 谥圣文章武明德孝皇帝，庙号高祖，葬于显陵河南宜阳县西北。
治理河东时，好多事他都要亲自处理，尤其是一些疑难的案子。有一次，一个小店的妇人和军士争执，告到官府，妇人说：“我在门外面晒谷子，被他的马吃了很多。请大人明断。”军士却说冤枉，但又没法证明自己的清白。石敬瑭就对断案的属吏说：“他们两个人争执不下，那用什么判断是非呢，你给我把马杀掉看看肠子里到底有没有谷子。有就杀军士，没有就杀妇人。”于是就将马杀死了，马的肠子里没有谷子，证明是妇人在诬陷军士，想讹诈他钱。石敬瑭就下令将那个刁妇处死了。