李暠死后，群臣奉李歆（字士业）为大都督、大将军、凉公，领凉州牧、护羌校尉，改元嘉兴，史称西凉后主。李歆尊母亲尹氏为太后，以宋繇为武卫将军、广夏太守、军谘祭酒、录三府事，索仙为征虏将军、张掖太守，派遣使者上表东晋，东晋封李歆为使持节、都督七郡诸军事、镇西大将军、护羌校尉、酒泉公。李歆在位期间，大兴土木，严刑峻法，穷兵黩武，拒不纳谏，致使西凉国力消耗殆尽，最终走向灭亡。420年，李歆率步骑三万东伐北凉，先败于怀城（今甘肃张掖北），再败于蓼泉（今甘肃临泽），李歆战死，诸弟酒泉太守李翻、新城太守李预、领羽林右监李密、左将军李眺、右将军李亮等逃奔敦煌，沮渠蒙逊乘胜攻占酒泉，进逼敦煌。李翻及敦煌太守李恂逃奔北山，沮渠蒙逊任命索元绪为敦煌太守。索元绪到任后，暴戾专杀，大失人心，敦煌大族宋承、张弘等以李恂任敦煌太守期间有惠政，密招李恂返回敦煌，驱逐索元绪。李恂率数十骑入敦煌，索元绪逃奔凉兴，宋承等敦煌大族士人共同推举李恂为冠军将军、凉州刺史，改元永建。421年，沮渠蒙逊率兵二万围攻敦煌，李恂战败自杀，西凉灭亡。
西凉灭亡之后，李暠子孙中的幸存者四处奔散。李翻儿子李宝（字怀素）等先被沮渠蒙逊迁至姑臧（今甘肃武威），后逃到伊吾，臣服于柔然。440年，李宝袭据敦煌，派遣弟弟李怀达奉表向北魏称臣，魏世祖太武帝拓跋焘拜李怀达为散骑常侍、敦煌太守，派遣使者任命李宝为使持节、侍中、都督西垂诸事、镇西大将军、开府仪同三司，领护西戎校尉、沙洲牧、敦煌公。444年，李宝入朝，留在京师平城，先出任外都大官、内都大官、镇南将军、并州刺史、怀荒镇将、镇北将军等职。李宝共有六子，皆官至显位，其中以少子李冲最为著名。李冲（字思顺）是北魏杰出的政治家，孝文帝改革的股肱大臣，参与北魏改定礼仪律令、改革典章制度、迁都洛阳等重大变革。北魏太和年间，定四海望族，以范阳卢氏、清河崔氏、荥阳郑氏、太原王氏为后族四姓，陇西李氏因李冲位高权重，得以与四姓并称为五姓，从而确立了陇西李氏在北朝的尊崇地位，成为入魏河西大族中最有影响的家族，取得与崔氏、卢氏、郑氏、王氏等名门望族并列的地位，上升为北朝一流豪门士族。
李歆儿子李重耳（字景顺）先逃至刘宋，后又北奔北魏，为恒农太守。李重耳生李熙，为金门镇将，戍守武川。李熙生李天赐，李天赐生李虎，为西魏八柱国之一，北周保定年间，追封唐国公。李虎生李昞，官至北周安州总管、柱国大将军，封唐国公。李昞生李渊，建立唐朝，庙号高祖。
关于李唐先世，学界颇有争议，主要有陇西李氏、河北赵郡李氏、鲜卑拓跋部等三说，但李唐先祖自西魏、北周以来，始终认宗陇西李氏。唐朝建国之后，为了提高皇族地位，唐太宗李世民下令撰修《氏族志》，将李姓置于诸族姓氏之首，李姓由贵姓升格为国姓。唐高宗李治将李宝六子后裔列入禁婚“七姓十家”，唐玄宗李隆基追尊李暠为“兴圣皇帝”。
陇西李氏源于汉代李广，崛起于西凉李暠，李宝仕魏，其子李承、李茂、李辅、李佐、李冲及其后裔子孙，皆官居要职，通历显位，跻身于北朝士族之列。李唐王朝认宗陇西李氏，以陇西李氏为第一等，定著武阳、姑臧、敦煌、丹杨四房，确立了陇西李氏在全国姓氏中的特有地位，陇西李氏的发展达到鼎盛。
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