不久，忠武节度使刘知俊背叛后梁，投靠岐王李茂贞，割据长安，师厚遂督师进讨，到潼关，活捉刘知俊的弟弟刘知浣献给朝廷。
刘知俊听到杨师厚杀来，就向西逃往凤翔，杨师厚继续进击，进到长安。
当时，刘知俊已经领着岐军占据长安城，杨师厚领奇兵靠着南山急行，从西门攻入，敌将王建十分惊愕，不知怎么应付，于是即刻出降，诏令加封杨师厚为检校太尉。
晋主李存勖率部将周德威、丁会、符存审等引兵南下，为策应刘知俊，攻后梁晋州，师厚率军往援，突破晋军控扼的蒙坑险地，解晋州之围，授陕州节度使、西路行营招讨使。
王景仁在柏乡被打败，晋军乘胜包围了邢州，掠夺魏博，南到黎阳。
杨师厚受诏领兵屯守卫州，晋军攻打魏州，不胜而退，杨师厚追袭晋军，渡过漳河，解除了邢州之围，改任滑州节度使。
梁太祖北征，令杨师厚率领大军进攻枣强，十多天都不能攻下，太祖屡加督责，杨师厚日夜奋勇攻击，攻破枣强，屠戮全城，车驾凯旋，杨师厚屯魏州。
朱友珪篡夺帝位时，魏州衙内都指挥使潘晏与大将臧延范、赵训图谋变乱，有人告发他们的阴谋，杨师厚便分布士兵捕捉他们，杀死了他们。
过了两天，又有指挥使赵宾夜晚领着部下穿上铠甲，将等天亮时作乱。
杨师厚领衙兵包围捕捉，赵宾不能起事，于是越过城墙而逃，杨师厚派骑兵追到肥乡，抓获赵宾乱党一百多人，回城在府门斩首，朱友珪任杨师厚为魏博节度使、检校侍中。
不久，赵王王镕、晋王李存勖犯魏州北部边界，杨师厚领军到达唐店，打败了他们，斩首五千级，活捉其都将三十多人。
这时的杨师厚，手握河朔重兵，威高震主，朱友珪以他为患，诏令杨师厚到京。
于是，杨师厚率领精壮甲兵一万人来到洛阳，在都城外严阵以待，自己带着十多人入城谒见，朱友珪害怕，又以厚礼送走他。
过了不久，后梁末帝设计讨伐朱友珪，问计于赵岩，赵岩说：“这件事的成败，要看招讨使杨师厚的意思，得他向禁军传一句话，我们的事立刻可以成功。”
于是末帝派遣马慎交秘密去见杨师厚，结为心腹。
师厚犹豫未决，对部下说：“当郢王弑君反叛时，我没有立即讨伐。
现在君臣的名份已经定了，无故改变主意，人家会怎样说我呢？”
他的部下说：“友珪弑君父，是天下的大恶人，均王讨贼是正义的，这件事很容易成功。
他若一朝消灭反贼，那时你怎么办呢？”
师厚恍然大悟。
于是，派他部下将军王舜贤到洛阳，和袁象先商议这件事，派朱汉宾领兵屯滑州接应，末帝联合袁象先杀了朱友珪。
朱友珪被诛后，末帝在东京即帝位，首先封杨师厚为邺王，加封检校太师、中书令，每次下诏不直呼其名，而以官爵号称呼他，事无巨细，必先与杨师厚商量。
在这以前，王镕在梁军柏乡之战失利之后，屡次侵扰边境，杨师厚总领大军直抵镇州城下，焚烧扫荡街市房舍，移军掠劫稿城、束鹿，直到深州才归。
杨师厚卒于藩镇任上，末帝停止上朝三天，追赠杨师厚为太师。
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