解决了蔡州的秦宗权，下一个就该徐州的时溥。
时溥作为感化军节度使，主要管辖徐州、宿州、泗州。时溥认为自己获得黄巢的首级有功，并不服朱温，因此也时常招惹朱温。
888年十月的时候，朱温派朱珍带五千兵护送楚州刺史刘瓒到楚州（冶淮安）上任，时溥的军队在半路拦截朱珍、刘瓒。
两军相遇在丰县南边的吴康镇，摆开战场，但徐州兵马却被打得大败，朱珍接连占领丰县、萧县两座城，时溥撤回彭城（徐州）。
朱温又让分出一支军队去攻打时溥管辖的宿州，宿州刺史抵挡不住，开城投降并献出官府印信。
889年正月，庞师古又移军攻下宿迁县，时溥率领两万军队截击庞师古，庞师古紧急迎战，击败时溥，杀敌两千多人，时溥又逃进彭城，闭门不出。
朱珍攻占了萧县后，与时溥的军队对峙，朱温准备亲自前往萧县指挥。朱珍为迎接朱温的到来，命令手下各军都修建马棚，只有李唐宾的属下将官严郊行动迟缓。
朱珍军帐内的官吏为此斥责李唐宾，李唐宾很气愤，直接找朱珍说理，但朱珍认为李唐宾敢如此顶撞自己，简直太无礼了，他竟然拔剑将李唐宾杀了。
随后，朱珍派骑兵奏报朱温，谎称李唐宾要图谋叛乱，因而把他杀了。
担任淮南左司马的敬翔，一直服侍在朱温身边，是朱温最信任的幕僚。敬翔担心朱温因发怒处置不当，难免会引起兵变，就故意延误时间，在夜晚没有及时把这个奏报给朱温看。
第二天，朱温才得知信息，敬翔劝告朱温不要太冲动，而是为了迷惑朱珍，假装同意朱珍的奏报，先拘捕李唐宾的妻子和孩子。
七月，朱温前往萧县，朱珍因心虚而出城三十里迎接，朱温随即当场捉拿朱珍，以擅自杀将官之罪要将他处死。
霍存等众多将领都为朱珍求情，朱温不答应赦免，名将朱珍随即被处死。随后，朱温任命庞师古代替朱珍担任都指挥使。朱温平时处事也比较诡异多变，部将们很难摸清他的真实意图。
汴州军进攻时溥的营寨，但因为天下大雨，朱温又带领军队返回萧县。
890年四月，宿州城内的小将张筠发动兵变，驱逐了宿州刺史张绍光，胁迫军士们投靠时溥，张筠自称刺史。朱温派军队前往宿州征讨，杀死一千多名敌人，张筠退守在城内，坚守不出。
时溥向河东晋阳的李克用请求援兵，李克用与朱温是敌人，就派遣石君和带领五百骑兵前来增援。
徐州的时溥趁机又出兵袭扰砀山县，朱温派长子朱友裕领兵袭击徐州的军队，击败徐州军三千多人，还俘虏了沙陀援军石君和等三十人。
（这一段时期，由于李克用不服朝廷管束，朱温极力劝说朝廷攻打李克用。唐昭宗听从了大臣们的建议，以宰相张浚为统领，带领几镇联军进攻李克用。朱温既与徐州的时溥对峙，也与郓州的朱瑄、兖州的朱瑾兄弟交恶，还与河东的李克用交战。唐昭宗任命朱温为宣义军节度使，兼任河东东面行营招讨使，朱温派大将葛从周、庞师古、霍存、丁会、李谠、李重胤、邓季筠等前往潞州、卫州一带，朱温自己也渡过黄河前往河北亲征。但最终，朝廷联军因失败而退兵。）
从河东失败退兵后，891年八月，朱温派遣大将丁会急攻宿州，宿州刺史张筠坚守城池。丁会在宿州东边筑起堤坝，拦截汴河水，水淹宿州城。到了十月，张筠孤立无援，只好投降，宿州被朱温的军队平定。
徐州再次丢失了宿州，人心不安。十一月，徐州的大将刘知俊也不满时溥，率二千军士前来投降朱温，徐州军更加不振。朱温任命刘知俊担任左右开道指挥使。
而野心勃勃的朱温引起了周边军阀的不满，朱瑄、朱瑾也加入战团。891年十二月，兖州的朱瑾领军三万进攻单父县（山东单县），朱温派遣丁会领军袭击，丁会也是勇将，在金乡县与单县的交界处打败朱瑾的军队。朱瑾损失二万余人马，落荒逃走。
由于朱瑾的袭扰，892年初，朱温又开始着手进攻朱瑄、朱瑾兄弟，先让丁会在兖州的边界驱赶其几千户百姓迁往许州。
而朱瑄为增加抵抗朱温的实力，主动与河东节度使李克用结盟。
892年二月，朱温准备亲征郓州，派儿子朱友裕带兵先行，朱友裕率军驻扎在斗门这个地方。
朱温此后率军跟进，到达卫南县（河南滑县东）。这天，有飞鸟停在树上拼命鸣叫，副使李璠曰：“朱公，今鸟儿鸣叫，恐怕将有不祥之兆啊。”但朱温不以为然。
二月九日夜晚，郓州的朱瑄率一万步骑兵到斗门袭击朱友裕的营寨，朱友裕避其锋芒，撤军向南去了。朱瑄的军队就住进了汴州军的营寨。。
朱温得知消息儿子被袭击，第二天早晨，立即率军前往斗门援救，但他不知道朱友裕已经撤走，贸然进入了朱友裕留下的营寨。结果中了郓州军的埋伏，在前面进入营寨的汴州军士都被杀死。
朱温率军退到鄄（juàn）城县东南的瓠河镇，驻扎在村庄里，当时朱瑄还在鄄城县。两天后（二月十二日），朱瑄率军回郓州时，趁势冲击朱温的军队，朱温正准备撤退，没太多防备，结果招致大败。幸亏张归厚拼命殿后，朱温拼命南奔才得以逃脱，但汴州军的节度副使李璠等几名将官都在乱战时被杀死。