第一次交锋，晋军俘获敌人一百多人，取得了初步胜利，梁军渡河退到了南岸。周德威对李存勖说︰“敌人骄气很盛，士气也很高，我们现在应该按兵不动，等敌人的士气衰落低迷时再趁势一举歼灭。”李存勖则说︰“我军从千里之外而来，应该速战，而且镇州和定州兵又是仓促联合，更应趁势从速决战，将军想稳重用兵，我怕时间一长，胜负难料。”周德威又说︰“镇州和定州之兵擅长于守城，两军列阵野战，他们平时没有训练。我军则仅依仗骑兵破敌，适合在平原旷野上与敌决战，这样才能充分发挥我军的长处，战胜敌人。现在我们将部队全部压上，和敌人决战，万一梁军得知我军数量少于他们，那胜负就很难预料了。”李存勖听了很不高兴，扭头就回到帐内，躺到床上生气去了。周德威怕李存勖贻误战机，赶忙去找监军张承业，让张承业赶紧转告劝说李存勖︰“我们的兵力不如敌人，又是三方联合，如果急于速战，很难取胜。现在我们跟敌人只相距一条小河，万一敌人夜里渡河过来，我们恐怕要当敌人的俘虏了。最好先退兵到高邑（今河北高邑），再引诱敌兵离开营寨出来决战，发挥我们骑兵的优势。他们出来我们就回营，然后再派骑兵劫持他们的粮草和辎重。不出一个月，一定会寻机歼敌取得全胜的。”张承业进去将周德威的话转告给李存勖，李存勖这才听从了周德威的建议。这时，周德威得到梁军投降的人提供的情报，说梁军已经在河上造浮桥数天了，正如周德威所估计的那样。
二十七日，晋军退兵到高邑筑垒固守，等候时机。
第二年正月初二，周德威率领骑兵到达柏乡，在村落间设下埋伏，然后命三百骑兵到梁营前挑战，王景仁领兵全部出动，列阵前进。周德威且战且退，将梁军引向平原地带，到了高邑南边。当时晋军的步兵还未列好阵形，周德威便率骑兵列阵河边阻击。等到了中午，双方列阵完毕，李存勖问周德威是否开战，周德威说︰“现在梁军士气还盛，我们可以以逸待劳，然后再与之决战，仓促开战很难取胜。两军交战时，一方按兵不动，都是因为粮草供给不足，士兵饥疲难忍。现在梁贼远道而来与我决战，纵使他们携粮草而来，也难以在战斗中进食。等到日落之后，敌人饥饿难忍，无心恋战，退阵之时，我们再趁势攻击，必获全胜。”众将都表示赞同，李存勖本来以为已经将梁军引诱出来，应该决战了，但看众将都赞成周德威的意见，也就只好同意。战到黄昏，梁军还未进食，将士们又饥又饿，王景仁便率兵稍往后退，准备撤走。周德威见时机已到，立即命令全军向梁军的东西两翼发起猛攻。梁军遭到这出其不意的攻击，阵形顿时大乱，东边的梁军首先开始撤退。周德威命令士兵大喊︰“梁军败走了！梁军败走了！”李嗣源率兵直冲梁军西阵，也让士兵高喊东边的梁军已经败走。在晋军的冲杀之下，梁军被歼殆尽。这一战，晋军共歼敌两万多人，缴获的粮食辎重和兵器无数。由于周德威的机智谋略，晋军没有冒险应战，而是寻找战机，充分利用自己骑兵的冲杀决战的优势，终于取得了这次大战的胜利。从此，镇州和定州反梁而归附河东李存勖一方。梁军只好向南退到魏博地区，梁晋争战的历史进程朝着有利于河东的方向发展。
柏乡之战大捷后，周德威又联合镇州定州兵征讨在幽州（今北京）称帝的刘守光。刘守光派大将单廷圭率精甲兵一万出战。起初，单廷圭对左右吹嘘说︰“今天我给你们把那个周阳五捉来！”到了阵前，他见到周德威便一个人拍马摇枪直冲过来。周德威假装败退，等单廷圭即将追上时，他闪身躲过，在单廷圭稍一楞神的时候，拨马回身挥锤便将单廷圭打下马来，生擒活捉。主将被擒，幽州兵不战自溃，周德威趁势追杀，取得全胜。最后又将刘守光父子活捉，送回晋阳，李存勖祭告父亲李克用在天之灵后将刘守光父子斩首，了却了父亲一桩未了的心愿。周德威也因功被任命为检校侍中和幽州节度使。
几年后，在争夺魏州的战役中，梁将刘寻出兵奇袭晋阳，在魏州的李存勖急忙调兵紧追，又让李嗣恩领兵火速赶回晋阳加强防守。周德威当时在幽州，得到消息后，亲率一千骑兵救援晋阳，到达土门（今河北获鹿）时，刘寻知道晋阳有防备后已经转兵出太行山向东，准备抢占临清（今河北临西），想截断晋军的供应线，周德威看出了刘寻的企图，马上领兵绕过去抢占，中途抓获敌军几十人，用刀划伤他们的背部后放他们回去，这些人见到刘寻后，说周德威已经占领了临清，其实这都是周德威的计谋，刘寻不辩真伪，在迟疑的时候，周德威已经趁黑夜抢先占领了临清。周德威这次策应李存勖最终击败了刘寻和梁军。
周德威也并非常胜将军，在又一次契丹入侵时，由于敌众我寡，周德威领兵与契丹的三十万军队决战于居庸关，损失了三万兵马退入幽州城，契丹兵攻城长达二百天，也未攻下。周德威团结将士，抚慰鼓励士兵日夜守城，终于取得了幽州保卫战的胜利。
在后梁末年，李存勖又发兵与后梁争夺黄河沿岸的各个据点，想南下一举灭掉后梁。李存勖在战场上非常轻敌，总是亲自领少数骑兵到敌营前去挑战，几次被围攻时都是部将拼死相救才得以脱险，李存勖不吸取教训，反而更加急躁，不听周德威的劝说，终使一员大将白白送命。
当时，梁军内部将领因争权而产生内讧，骑兵将领谢彦章被杀，李存勖认为时机已到，想率兵直捣后梁首都。周德威认为梁军主力没有受任何影响，不宜仓促出兵，应认真谋划，寻机再动，他分析道︰“这次敌人急速追来，还未建好营寨，而我军营寨已很稳固，守备有余。我们既然深入敌人领地，就应该有万全之策。此地离敌人首都很近，敌兵的家属都在那里，以家国为重这是人之常情，所以用我们深入敌境的孤军和为保卫国家和亲属的激愤之军决战，如果再没有什么好的作战谋略，就难以获胜。我们应督兵先保营寨，我再领骑兵骚扰敌军，使之疲于应付无法安营扎寨，到了晚上他们饥饿困乏而又进退两难的时候，我们再趁机冲杀，便可以破贼取胜了。”
李存勖却说︰“先前在黄河岸边屡次挑战，总是不能与贼决战，现在敌人到了，反而退缩不战，时机难得，还等什么，你怎么害怕起他们来了？”李存勖不听周德威的劝告，命令辎重部队先行，自己亲自率领部队跟进出击。周德威无奈，只好随行保护，但他似乎有了不祥的预感，对他的儿子说︰“我不知道今天要死在何处了！”交战开始后，李存勖亲自冲锋，取得了初步胜利。但周德威的部队却遭到敌兵主力的围攻，再加上晋军的辎重部队在敌人冲击之下慌忙中退入了周德威阵中，造成一片混乱，梁军趁机掩杀过来，晋军自相践踏，无法整队迎敌，周德威父子苦战多时，最后双双死在战场之上。胡柳陂一战，李存勖虽然听从李嗣昭等将领的建议，趁黄昏梁军将要收兵之时冲杀过去，歼敌三万，取得最后胜利，但周德威这员大将却再难生还。夜里收兵时，见周德威父子没有回营，才知道已战死，李存勖恸哭不止，对众将说︰“丧我良将，都是我的过错啊！”
胡柳陂一战，晋军虽然取得胜利，但代价也很沉重，兵力和梁军一样损失了三分之二，两败俱伤。因此，晋军再无力南下去灭后梁了，李存勖不听周德威的谋略，致使损兵折将，虽胜犹败，大大推迟了灭后梁的时间，到灭后梁的同光元年（公元923年），将近五年的时间过去了，虽然中间北上击退契丹耽误了许多时间，毕竟丧失了一次大好的灭梁时机。假如李存勖听从了周德威的谋略，既取得胜利又保存了主力，那灭梁的时间也许会提前两三年。