宋朝边帅曹玮驻守陕西，早想一睹李元昊风采，派人四出打探他的行踪。听说李元昊常到沿边榷市行走，几次等候，以期会面，但总不能见到。后来派人暗中偷画了李元昊的图影，曹玮见其状貌不由惊叹道：“真英雄也！”预见将来他必为宋朝边患。
大中祥符三年九月，李德明被辽封为西夏王。他动用数万民夫，在延州西北的敖子山上修建宫室，绵亘二十多里，极其豪华壮丽。有一次他从夏州出巡到敖子山行宫时，仪仗和宋朝皇帝相仿。李德明又僭越帝制，追谥其父李继迁为应运法天神智仁孝至道广德光孝皇帝，庙号武宗。
有人向李德明报说，在怀远镇北的温泉山上看见了龙。李德明以为祥瑞之兆，派官员去怀远祭祀，作迁都怀远的打算。他借别人之口向他提出迁都的理由：“西平土俗淳厚，但是地居四塞，我可以往，彼可以来。不若怀远，西北有贺兰之固，黄河绕其东南，西平为其障蔽，形势利便，洵万世之业也。况屡现休征，神人允协，急宜卜筑新都，以承天命。”
他迁都的理由十分充足合理，又加上天命所归，就没有人敢反对。于是李德明派大臣贺承珍到怀远负责兴建都城事宜。改怀远镇为兴州，正式定都。
天圣六年，李德明派李元昊攻甘州。甘州回鹘可汗夜落纥出逃，甘州首战成功。李元昊攻取甘州之后，又采取声东击西的战术，出奇兵突袭西凉。隶属于甘州回鹘的沙州回鹘分部瓜州王曹贤顺，归附李德明，又重返瓜州。李元昊因为此功，被立为太子，李元昊生母卫慕氏立为后。
李元昊劝父亲背叛宋朝，李德明不肯，还告戒李元昊道：“自我父亲以来，连岁用兵，国家已经疲敝不堪。近三十年间，王称臣中国，累沐锦衣，中国可算厚待我，此恩怎可辜负？”李元昊怫然道：“穿着皮毛做的衣服，从事畜牧工作，是我们的本性。大丈夫生我英雄，应该称王称霸，为何要羡慕这种锦衣，甘作宋朝奴隶？”
李德明病死，李元昊继位。辽主耶律宗派宣徽南院使、朔方节度使萧从顺、潘州观察使郑文囿到兴州，封李元昊为西夏王。宋朝也派出工部郎中杨告、礼宾副使朱允中为正副旌节官告使，授封李元昊为特进检校太师兼侍中定难军节度使、夏银绥宥静等州观察处置押蕃落使，爵西平王。
李元昊对宋、辽的封爵都不感兴趣，在接待宋朝使臣时，不以臣礼事宋，对宋朝封赐的诏书，立而不拜。他勉强受诏，实际心内愤愤，环顾左右大臣说道：“先王大错，我们有如此之国，却还要臣拜于他人！”他利用设宴招待宋使臣的机会，在宴厅后传出锻砺兵器的铿锵之声，给宋使制造精神威慑。他在礼仪上又故意刁难宋使，意在激怒宋朝，挑起事端。
景祐元年，李元昊竟率兵入侵环庆，杀掠居民。庆州柔远寨蕃部都巡检嵬通，乘夏兵后退之际，尾随袭击，攻破了后桥诸堡。李元昊借口报仇，再次率军而出。缘边都巡检杨遵和柔远寨押监卢训，领兵七百人，前往抵御。但是他们兵寡将微，怎能抵挡得住大军云集的夏军，顿时被杀得七零八落，四散奔逃。
环庆都监齐宗矩和宁州都监王文等，却因为没有接到败报，依然去援应卢训。他们走到节义峰，突然听到胡哨乱鸣，夏兵已漫山遍野杀来。齐宗矩不及退避，当即挺身出战，力竭被擒，王文等人仓惶而逃。不久，李元昊放回齐宗矩，说是双方误会，无故兴兵，愿意彼此约束。赵祯还想羁縻李元昊，于是颁诏慰抚，还令他兼任中书令。
为了巩固后方和惩罚吐蕃唃厮啰归附宋朝，李元昊发动了对吐蕃的进攻。李元昊派遣部将苏奴儿，率兵二万五千人，攻打吐蕃，结果被唃厮罗诱入险地，四面围住，差不多把夏兵杀光，连苏奴儿也被活捉。
李元昊闻报大怒，亲自领众攻陷了猫牛城，转围宗哥、带星岭诸城。唃厮罗又遣部将安子罗，截击李元昊的归路。李元昊日夜鏖战，杀了几十日，李元昊才把安子罗击退，移师去攻临湟。唃厮罗坚壁不战，等李元昊渡河的时候，用精锐骑兵杀出。夏兵猝不及防，多半溺死，李元昊逃回。唃厮罗报捷宋廷，赵祯下诏擢升他为保顺军留后。
次年十二月，李元昊击败了河西回鹘，完全占领河西走廊。他想窥视陇蜀时，恐宋朝利用吐蕃诸部族图其后路，率领大军循阿干河，攻破兰州诸羌，进军马衔山，在瓦川会筑城镇守，断绝了吐蕃和宋朝的通路。
这时唃厮啰发生内乱，李元昊乘机用重赂行间，诱使磨毡角的谋主、首领郢城俞龙归附。郢城俞龙带领万余人投降李元昊，把女儿嫁给李元昊的儿子宁令哥为妻。李元昊从同唃厮啰部将安子罗旷日持久的作战中脱身出来后，又率军西攻瓜州回鹘，直抵沙州，又回师占领肃州。李元昊由此控制了河西走廊，结束了甘州回鹘对河西的统治。
在称帝之前，李元昊采取很多改革措施。李元昊向境内党项部族下达秃发令。他率先剃光头顶，穿耳戴重环饰。强令部族执行，限期三日，有不从者处死。一时之间，党项部民争相秃发。李元昊还衣白窄衫，毡冠红里，冠顶后垂红结绶，官员则按等级职别规定服饰。庶民百姓只准穿青绿色的衣服，以别贵贱。
李元昊继位后，着手创制了西夏文字。他在戎马倥偬之中，亲自筹划和主持创制文字之事。李元昊下令凡纪事尽用蕃书，又设立蕃字院，传授学习，推广使用。在对辽、宋朝往来的文书中，都使用两种文字书写。
李元昊对党项族的礼乐深受唐、宋的影响，不以为然，对大臣野利仁荣说道：“王者制礼作乐，道在宜民。蕃俗以忠实为先，战斗为务，若唐宋之缛节繁音，吾无取焉。”他锐意改革，提倡以”忠实为先，战斗为务”讲求实效的精神来指导礼乐改革，在”吉凶、嘉宾、宗祀、燕享”诸场合中，”裁礼之九拜为三拜，革乐之五音为一音”。简化了礼乐制度，下令照此遵行，有不遵守者，格杀勿论。
李元昊升兴州为兴庆府，定为都城。仿宋朝官制建立起一整套与宋朝大同小异的官制体系。在取得河西走廊后，他整顿军队，建立了以步兵、骑兵为主，辅以炮兵、”擒生军”，侍卫亲军等的多兵种。
他仿宋朝的厢军制度，把全境划分为左、右两厢，共设有十二个监军司，各立军名，规定驻地，设置都统军、副统军和监军使等职。对河西走廊肃州、甘州的吐蕃和回鹘聚居地区，升郡设府，置以重兵，镇抚并用，加强统治。李元昊在继位后，经过六年时间，完成了建国的各项准备工作，形成了一个东尽黄河、西界玉门、南接萧关、北控大漠的国家，控制了夏、宥、银、会、绥、静、灵、盐、胜、威、定、永和甘、凉、瓜、沙、肃等州。
李元昊夺取了瓜、沙、肃诸州之后，疆域日渐扩大，气焰更加嚣张。可巧这个时候，华州有两个二书生，一姓张，一姓吴，因为屡试不中，于是游览塞外。他们听说李元昊威震西陲，颇有作为，因而一起来到灵州。他们进了一个酒家，豪饮一番，在墙壁上写道：“张元、吴昊到此。”很快他们被巡逻的士卒拿住，去见李元昊。
李元昊勃然大怒，斥责他们道：“到了一个国家，应该询问忌讳之事。你们两人既然进了我的都门，难道不知避讳吗？”张、吴二人齐声答道：“姓还没有理会，却理会这名字，未免本末倒置。”原来李元昊当时还是用宋朝的赐姓，舍李为赵，所以二人乘机进言。李元昊听了，竦然起敬，亲自下堂，替他没解缚赐坐，询问国事。
两人于是抵掌高谈，指点形势，西夏立国规模和侵宋的计划，一古脑倾倒出来。李元昊喜出望外，于是改灵州为兴州，号西平府为兴庆府。宋景佑五年十月十一日，李元昊在野利仁荣、杨守素等亲信大臣的拥戴下，在兴庆府南郊筑坛，正式登上皇帝的宝座，国号称大夏，改元天授。
李元昊大封群臣，追谥祖父和父母谥号、庙号、墓号。封野利氏为宪成皇后，立子宁明为皇太子。他设置了十六司总理庶务和十二监军司，派部酋分军管辖。军兵总有五十余万，四面驻守。他友遣使去五台山供佛宝，窥探河东道路，与诸豪歃血为誓，准备由靖德、塞门寨、赤城路三道入侵宋朝。
李元昊叔父李山遇，劝他不要背叛宋朝。李元昊不听，李山遇于是带着妻子逃出往宋朝。不料延州太守郭劝反而将李山遇拿住，押回给李元昊。李元昊当即将他杀死，决意侵宋。他给赵祯上表，追述和表彰他的祖先同中原皇朝的关系及功劳，说明自己称帝的合法性，要求宋朝承认他的皇帝称号。