李廷珪7岁起就入侍后唐太原留守孟知祥。后唐同光三年（925年），孟知祥出征西川（今四川），李廷珪随其入蜀。后唐应顺元年（934年），孟知祥在蜀称帝，建立后蜀政权，授李廷珪军职，累迁奉銮肃卫都虞侯。同年七月，孟知祥死，子孟昶继位。不久，后汉将领赵赞向后蜀求援。李廷珪受命率大军接应，刚出子午谷就听到赵赞被后汉将领王景崇所逼弃城逃走的消息，于是退师，无功而返。李廷珪被授以兴元节度使，后又历任捧圣控鹤都指挥使，领蜀州刺史，雅州永平军节度；右光圣都指挥使，领山南节度；阗州、保宁节度，护圣控鹤都指挥使等职。

后蜀广政十八年（955年），后周攻后蜀，李廷珪任北路行营都统，抗击后周，结果抵抗失败。秦、成、阶3州皆为后周军所取。李廷珪上表待罪。然而，孟昶不仅没有对他治罪，反而授以左右卫圣诸军马步军都指挥使等要职，从而引起朝野反对，迫于舆论，李廷珪只好自求解除。不久．李廷珪又被加兼侍中、成都巡检史。随后又改任遂州、武信军节度，领本镇及保宁军都巡检使。