建炎二年（公元1128年）十二月，金人大将乌鲁撤拔率军包围陕州城，李彦仙出城与敌人激战七天，金人死伤惨重，仓皇逃离。金人大将娄宿勃堇从绛州移兵解州，义军密探获得了这一情报后，李彦仙就在几个山谷中设下了埋伏，俘虏金人将领十八人，娄宿勃堇侥幸逃走。
制置使王庶调李彦仙与其形成掎角之势，李彦仙就率军到达虔乡。金人以万名铁骑拦阻，李彦仙率军会战，杀敌两千多名。他因为战功而被朝廷提升为武功大夫和制置使。这时，河东的豪杰秘密与李彦仙结盟，期望朝廷兵马来到后做内应。李彦仙便努力练兵，想请朝廷诏令陕西诸路各援助他步兵、骑兵各两万人，以便对付强大的敌军。这时，张浚主持川、陕的大政，没有答应李彦仙的请求。
建炎三年（公元1129年）十二月，金人大将娄宿勃堇率十万人再次包围了陕州城。李彦仙想出了一个妙计，他让士兵夜里挖地道，从城里一直挖至敌军大营，焚烧了敌军的攻城工具，敌军大营乱作一团。李彦仙乘机率兵从城中突出，敌人败退，在离城很远的地方扎营。
建炎四年（公元1130年）正月，敌军加强了攻势，用火车、冲车等攻城工具进攻，一时形势十分危急。李彦仙随机应变，顽强英勇，被敌人的火炮、火药所伤，身上都靡烂了，仍没打退金人的进攻。张浚派来了援军，但被金人挡住前进不了。张浚令曲瑞平援救，但他嫉妒李彦仙的名望高于自己，就谎称无法出兵，没有援救。不久，陕州城被攻破，李彦仙率亲军与金人拼死巷战。他身中数箭，左臂被砍了一刀，全身血人一般，最后壮烈殉国，全家也都跟着遇害。