唐僖宗乾符年間，山東大旱，赤地千里，百姓顆粒無收，加上政治黑暗，百姓民不聊生，黃巢揭竿而起，朱溫順勢加入起義軍。
俗話說：「樹挪死，人挪活」，一個在生活中被人人喊打的小流氓，換個環境就變成作戰英勇的大將軍。看來環境對人還是有很大的作用。在戰場上殺聲震天，血肉橫飛，而朱溫依舊每一仗都沖在最前面，終於皇天不負有心人，被黃巢看見了說：「小伙子，很不錯嘛！那就給你個小隊長先噹噹。」
與仲兄存俱入巢軍，以力戰屢捷，得補為隊長。——《舊五代史》
小隊長這個官雖說不大，但是是被一把手黃巢提拔上來的，不僅僅顯示了黃巢對朱溫的器重，而且這個小隊長也不是一般小隊長能比的。
黃巢麾下的高級小弟並不少，像李罕之、畢師鐸、秦彥、葛從周、霍存都有真材實料的，但朱溫在這些人面前依然顯得鶴立雞群。因為從各種史料匯總來看，黃巢對朱溫是偏愛有加的，覺得這個小弟比任何人都能幹。
朱溫一直跟著黃巢，這個大哥自然也不會虧待自己的小弟，跟著你有肉吃才能更賣力的幹活啊！從浙江、福建、廣東、湖南、湖北的大地上都留下了朱溫為黃巢奔波的汗水和足跡。
直到黃巢大哥「滿城盡帶黃金甲」，乘肩輿入含元殿，朱溫自然也跟著大哥得道成仙，修成正果了。
朱溫得到的糖果是「諸將軍游奕使」，這個官職在明朝相當於大鎮總兵官，在黃巢的武將群中這已是很高的官職了。更為重要的是，黃巢特別重視長安城的防守力度，派朱溫率領精兵駐守在長安城外東渭橋，這是一看就是黃巢對朱溫的器重。替老大看守門戶的工作，可不是誰都能幹的，不是自己的心腹之人，誰敢放心？
唐廣明元年十二月甲申，黃巢陷長安，遣帝領兵屯於東渭橋。——《舊五代史》
黃巢是真的已經把朱溫當成自己人了，一路將一名士卒提拔到總兵，或是黃巢看朱溫真的能作為自己的一員大將才如此快速的提拔他，在黃巢心裡可能想：朱溫這小伙，真的不錯，好好栽培，日後定能獨當一面。
中和元年，黃巢又派朱溫攻打南陽，南陽此處並不是一個可打可不打的地方，南陽不僅十分重要，更要選擇自己的心腹攻打占據，在唐朝時期南陽地區地理環境和氣候十分適宜而且交通四通八達便於貿易，這樣的環境，這樣的條件，使得南陽的經濟一度堪比京都長安，試問如此寶地你能交給一個不放心的人去攻打嗎？
朱溫不負黃巢大哥所望，攻下南陽，六月時朱溫回到長安，黃巢親自設宴在灞上為朱溫接風洗塵。再次證明了他在黃巢心中非凡的地位。
中和元年二月，巢以帝為東南面行營先鋒使，令攻南陽，下之。六月，帝歸長安，巢親勞於灞上。——《舊五代史》
朱溫也知道要想在軍中有一席之地，必須要靠自己的實力來爭取，他知道這樣的機會有多麼難得，他很清楚既然既然加入了黃巢的起義軍就要干出一番事業，不能在當那個終日被人唾棄的「朱三」了。
想要在起義軍中干出一番事業，得到黃巢的賞識是第一步，下一步就是憑藉自己的實力，站穩腳跟。
朱溫也不是一個靠運氣才得到賞識的人，在起義軍中沒有一點能力還真的混不下去，起義軍大多是平民百姓，大家起點都一樣，你沒能力憑什麼聽你的。
這麼一點功勞肯定還是不夠的，給你了機會，你要抓住才能起飛。黃巢派遣朱溫到興平阻擋唐軍，朱溫在此時也是立下了大功。也算是個自己做到今天這個位置一個交代，也給黃巢一個交代。
七月，巢遣帝西拒邠、岐、鄜、夏之師於興平，所至皆立功。 ——《舊五代史》
由於在政治上的一次嚴重錯誤，黃巢遭到了各路唐軍的強硬圍剿，黃巢的大齊皇帝夢只做了短短几天，就不得不面對巨大的生存考驗。黃巢死守關中，白白給了各路唐軍從容包圍的時機，其實明眼人都能看出來，以黃巢的實力，要在強大的官軍面前守住長安，根本就不可能的。
而黃巢的這次失敗也成了朱溫態度的一個轉折點。
河中節度使王重榮帶領數萬大軍準備反攻，朱溫在和王重榮作戰時，屢戰屢敗，感覺實在打不過了，就厚著臉皮找到黃巢要救兵。本來黃巢在上次的戰略失誤後，實力就大不如前，再加上黃巢極為信任的左軍使孟楷向來與朱溫不和，而朱溫向黃巢加急快遞的十份求救信全部被孟楷扔在垃圾桶里，根本就沒給黃巢看。
員工可以對老闆忠貞不貳，但前提是老闆必須提供一個可以讓員工展示自己人生價值的舞台，而黃巢的這個草台班子都快散了架，員工也都快沒了飯吃了，朱溫自然開始有了新的想法。
時河中節度使王重榮屯兵數萬，糾合諸侯，以圖興復。帝時與之鄰封，屢為重榮所敗，遂請濟師於巢。表章十上，為偽左軍使孟楷所蔽，不達。 ——《舊五代史》
從這一件事上，朱溫就察覺到了一絲不祥預感，像黃巢在這麼搞下去早晚要完蛋。
朱溫在表面上並沒有背叛黃巢，但在朱溫的心中已經打起了退堂鼓——再這麼跟著黃巢，自己會不會也跟著完蛋？
其實黃巢還算是對得起朱溫的，前面說到在朱溫奉命攻下南陽，返回長安時，身為大齊皇帝的黃巢可是親自迎接的，這是黃巢旗下任何人都很難得到的殊榮。所以朱溫的內心深處一直在苦苦掙扎，如果背叛大哥，將來難免要背上罵名；可如果繼續跟著黃巢，自己估計是死路一條。
朱溫召開了一場足以改變歷史的幕僚會議，參加會議的有三個人，事主朱溫和兩大幕僚謝瞳、胡真。 雖然沒有史料明確記載，但毫無疑問，朱溫的出發點肯定要保住自己的前程，這是一切問題的前提。
朱溫讓自己的兩大謀士給自己分析分析保黃和降唐的優劣關係，
其實朱溫見「巢兵勢日蹙，知其將亡」，基本決定背叛黃巢了。
與其說考慮保黃，不如說是讓謀士給自己降唐進行心理安慰，是朱溫不想背上叛主的罵名罷了。
謝瞳在朱溫手下做事這麼多年，自然也知道朱溫內心的真實想法，自己靠人家混口飯吃，自然不能拆人家的台子，就說：「黃巢的起義軍只是現在趁著人數多於唐軍的優勢，占據長安後士兵也漸漸變得驕奢起來，黃巢急於稱帝也是一個很大的錯誤，將軍你武力超群，被困時的求救信卻被孟楷給壓下來了，黃巢任用這樣的無能之人，這是滅亡的先兆，唐軍兵力在外，如果以收復失地號召聚集起來，起義軍一定不敵，將軍也要早做打算。」
換而言之就說叫朱溫不要在跟著黃巢乾了，走一條更有前途路。胡真也是這個意思，公司都要破產了，老闆也快要堅持不下去了，你一個小職員苦苦堅持也沒有多大作用。
朱溫
經過兩位謀臣的「盡心」開導，朱溫再這麼做就不會有負罪感，換個角度看，朱溫自跟著黃巢以來，凡戰必先，身上沒少留下刀傷劍痕，他已經對得起黃巢給他開的那些薪水，我又沒白吃你黃巢的！
唐中和二年（882年）九月，朱溫做出了一個對於他來說很正確的決定——殺黃巢監軍嚴實，正式發文告訴天下人，他朱溫背巢降唐了。
聞巢軍勢蹙，諸校離心，帝知其必敗。九月，帝遂與左右定計，斬偽監軍使嚴實，舉郡降於重榮。——《舊五代史》
朱溫反黃巢很容易能想到，朱溫一直追求的是自己的利益最大化，當黃巢給不了他想要的東西的時候肯定會選擇反叛，與其說朱溫反唐後再反黃巢，不如說是朱溫一直在找機會，找一個能把自己送上更高位置的機會。