在处心积虑地拓大地盘的同时，李璮采取各种方式巩固和加强对自己辖境的实际统治权力。益都民户在窝阔台朝丙申（1236）分封时被划为成吉思汗幼弟铁木格斡赤斤的份子。李璮娶斡赤斤后王塔察儿的妹妹为妻，即应在丙申分封之后。通过政治联姻方式与黄金家族中“东诸侯”之长缔结起“肱脾相依”的关系①，当为李璮在北方诸侯中表现最为桀傲不驯的重要原因。益都地处蒙宋对峙的战略要冲，也经常被李璮利用来“恫疑虚喝，挟敌国以要朝廷，而自为完缮益兵计”（《元史·李璮传》）。蒙哥汗时期几次征调诸路兵，李璮都“诡辞不至”。而他攻下海州之后，却向朝廷要求从东平等路份运饷给军，即使运输代价高至“率十石致一石”亦所不惜（《元史·商挺传》）。在辖地之内，他还试图逐渐确立制度化的官制，并修湮废多年的试院、文庙，招聘儒生，期望以秩序化的统治来延揽人心。

　　1259 年，蒙哥汗死于四川攻宋前线。黄金家族内部随即爆发了忽必烈、阿里不哥兄弟争夺汗位的战争。中统年间，世祖不得不以相当的兵力应付盘踞漠北的阿里不哥。李璮显然是想利用这种形势，进一步巩固自己割据山东东路的地位与权益；他对世祖政权的违抗态度也越来越不事掩饰。1260 年，世祖亲征北边，“群臣躬履牧圉”，李璮蓄养精兵七、八万，却独以御宋为辞，“即不身先六军，复无一校以从”。大汗回京以后，诸侯纷纷朝觐，惟李璮不至。中统二年（1261）正月，璮以御宋为名，擅自发兵修益都城防，以砖石筑墙，外掘深堑围之。蒙古奄有华北之后，普遍禁止诸路修置城壁，李璮的举动，确实是异乎寻常的。北方各地的马匹，当时“无论军民，概属括买”，而此令独不及李璮地盘，璮并散遣部下到辖境外以高价与政府争购军马。1260 年以后，北方各路通用中统钞，惟璮境使用宋政府发行的涟州会子。纳于朝廷的盐课也被他侵吞，作括兵之用。中统初，世祖尚无暇南顾，因此对宋采取遣使修好的慎重策略，不欲轻启边衅。但李璮却在淮边潜师侵宋，想破坏国信使郝经的使宋之命。他与北方其他世侯之间窥测时势，批评朝政的联络活动也相当频繁①。李璮与其同乡和岳丈、首任中书省平章政事王文统之间更保持着密切的交通。他们之间的书信往来中曾有“期甲子”等语，表明李璮早已向王文统透露过自己的预谋②。

　　中统二年（1261）冬，世祖再次率军亲征漠北。李璮抓住这个机会策动叛乱。不料到十二月，世祖即还跸燕京。但这时举兵称乱，已如箭在弦上，无容迟疑。三年正月底，他用早已布置的私驿召回留质燕京的儿子李彦简，三四天后，即尽杀境内蒙古戍军，宣布以涟、海等城献于宋，公开称叛。李璮举事之前，朝廷对他的用心即已有所察觉。粘合南合和张宏等人，曾在事先向世祖进言，谓李璮必反。由于当日北边未靖，中原守备空虚，世祖只能① 郝经：《班师议》，《陵川集》卷三二。

　　① 《元史》卷一四七《张弘略传》：“李璮既诛，追问当时与璮通书者，独弘略书皆劝以忠义。”可见与璮通书者，多有不属忠义之辞。

　　② 《元史》卷二○六《王文统传》。按“期甲子”者，未必如王文统本人解释，是要李璮到甲子（1264）举事，以“迟其反期”，或即泛取“岁在甲子，天下大吉”之意，暗指谋反等。对他专用安抚、姑息之策，表面上不动声色。中统元、二两年之间，元廷加璮为江淮大都督，赐金、银符共六十余枚，褒赏奖谕竟至再三。种种殊遇，其实都是为了将他暂时稳住。三年初，李彦简逃归山东，世祖立即召谋臣姚枢入对，要他预测李璮动向。可见朝廷对益都事态始终保持着高度警觉。根据姚枢的判断，李璮举事之后，有三种战略可供选择：“使璮乘吾北征之衅，濒海捣燕，闭关居庸，惶骇人心，为上策；与宋连和，负固持久，数扰边，使吾罢于奔救，为中策；如出兵济南，待山东诸侯应援，此成擒耳。”忽必烈追问“今贼将安出”，姚枢断然回答：“出下策。”（《元史·姚枢传》）

　　事态的发展，完全证实了姚枢的看法。

　　二月三日，李璮称乱时，他本人似乎南在涟、海一线。璮事先虽已遣人向南宋纳款，但晚至二月初一降书方递达临安。宋廷认为“情伪难凭”，要李璮实献出涟、海，以示诚信。李璮于初十致书宋廷，保证“来意真确”，在此前后，宋朝方正式接收涟海诸城，遂于二十四日诏封李璮为保信宁武军节度使、督视京东河北等路军马、齐郡王。这段交涉表明，李璮在公开叛乱之前，并没有与宋取得确实的联络；起事后即匆匆领兵北走益都、济南。自二月末至五月，宋两淮边军乘李璮之乱，在滕（今山东滕县）、徐（今江苏徐州）、邳（今江苏邳县）、宿（今安徽宿县）一线频频出攻。李璮也没有向南移兵，以期与朱军腹背相倚。可见他向宋纳款，仍是玩弄“挟敌国以要朝廷”的故伎，根本没有认真考虑过“与宋连和，负固持久”的策略①。另一方面，李璮返益都不久，即进据济南；此后顿兵济南达两月之久，直至被元军团团围住。又可见他也根本没有奔袭燕京，拒元北征之师于居庸之外，乘中原人心未定，以乱求变的胆魄。他采取的，恰恰是姚枢所说的“下策”，即出兵济南，坐待山东诸侯应援。

　　李璮起兵之后，便立即从涟海趋赴益都。初八日，璮入据益都，发府库犒其将校。十七日，元廷诏令山东各地修筑被拆毁的城垣以御李璮。这时，河北山东各路世侯从征北的军队虽已班师南还但似乎还来不及回到各自原来的驻地。因此元廷只好指令他们“尽发管内民为兵以备”②。同时，命令济南万户张宏、归德万户邸浃、武卫军炮手元帅薛军胜等部主力会滨（治在今山东滨县东北）、棣（今山东惠民），割断在平滦（今河北卢龙）担任总管的李璮之子李南山（王文统女儿所生）与山东的联系，而水军万户解成，张荣实，大名万户王文广，东平万户严忠范所部则集结东平。二十日，元廷又诏令汇集于滨棣、东平的军队分别由北、南两路向济南靠拢，以期将李璮封锁在山东东路。但是，李璮比元军抢先一步抵达济南。张宏守城之卒数不满千，只好携祖父张荣弃城出奔。二十六日，李璮占领济南。张宏在告变京师途中遇讨璮元军，遂充前锋回攻济南。在益都一线相峙。他虽然也屡次出击元军，但是总的战略意图都是用主力固守济南，坐待北方世侯的响应。以致在最关键的几十天里，他在军事上竟一无进展。