李存进少年习武，有勇名，李克用攻破朔州时，投军，被赐名为李存进，收为养子。此后，跟随李克用四出征战，入关中击破黄巢起义军，皆有功劳，被任命为义儿军使，901年，宣武节度使朱全忠出军攻击河东，猛攻太原，被李克用的大将李嗣昭和李嗣源击败，时任雁门都指挥使的李存进也在洞涡击败敌军，朱全忠撤退。李克用死后，其子李存勖继位为晋王，与后梁军战于柏乡，李存进颇有功劳，升任行营马步军都虞侯，历任慈、沁二州刺史。李存勖得到魏博后，任李存进为天雄军都部署，负责管理后梁降兵，李存进一切以法，人有犯者，必定枭首磔尸于市，因此魏博军悄不敢冒犯。李存勖与后梁夹河苦战，李存进又有战功，升为振武军节度使。当时，晋军据守德胜城，分为南北两寨，其中以小舟来往联系，官兵颇以为劳，李存进遂以苇笮建造舰船作为浮桥，往来非常方便。李存勖大喜，解衣以赐之。
921年，成德军发生内乱，牙将张文礼杀死节度使王镕，投降后梁，李存勖命马军前锋都指挥使史建瑭率兵讨伐，张文礼惊悸而死，其子张处瑾继位，史建瑭攻克赵州，在进攻镇州时中流矢死，李存勖又命天平节度使阎宝率兵再攻，阎宝击破成德军，恃胜轻敌，很快被成德军队打败，阎宝愤愧而死。接到败报，李存勖派出昭义节度使兼中书令李嗣昭率军讨伐，李嗣昭大败成德军队，但也中流矢死，李存勖再以天雄马步军都指挥使、振武节度使李存进为北面招讨使，率军攻击镇州。李存进扎营于东垣渡，但当地土质松软，无法筑垒，只能伐木为栅，早晨，李存进命骑兵向镇州出发，自己守营，因轻敌派大部人马出营放牧，张处瑾侦知李存进无备，立命其弟张处球率军七千前来袭击。当时，晋军的骑兵正向镇州出发，但双方异道而过，未能相遇，张处球直接杀到东垣渡口，李存进仓促之下，率领十余人出营格斗，将成德军击退，晋军步兵逐渐汇集，骑兵也闻讯从途中返回，两面夹击，张处球的七千人马全军覆没，只身逃走，但李存进也英勇战死于桥上。消息传出，李存勖十分悲愤，追赠李存进为太尉。