Đường Đức Tông lên ngôi (779), Lý Chính Kỷ sai sứ cống nộp bảo vật và tiền bạc để lấy lòng, nhưng Đức Tông (có ý diệt trừ phiên trấn), sai sứ tới Tri Thanh nói là nhận lễ vật, nhưng đưa trở lại coi như là thưởng cho những tướng sĩ chết trận ở Bình Lư. Chính Kỷ tỏ ra khâm phục nhưng cũng rất sợ hãi. Khi Đức Tông dẹp được Lưu Văn Xỉ (780), ông càng trở nên sợ hãi và có ý chống lại triều đình.

Năm 781, Lý Bảo Thần chết, con là Lý Duy Nhạc tự lập làm lưu hậu ở Thành Đức, triều đình không công nhận và đưa quân thảo phạt. Lý Chính Kỷ bèn liên minh với Lý Duy Nhạc và Điền Duyệt (kế tục Điền Thừa Tự) cùng chống triều đình, lấy cớ thảo phạt tể tướng Dương Viêm hãm hại trung thần Lưu Yến. Ông tìm cách ngăn chặn đường vận chuyển lương thực cho quân đội triều đình ở Trường An (nhưng bất thành) và xây thành Biện châu, đem binh đóng ở Tế Âm lén lút tập luyện. Lại tăng binh ở Từ Châu, uy hiếp Giang, Hoài, chuẩn bị cho cuộc nổi dậy. Nhưng sau, ông phát bệnh ung nhọt rồi qua đời. Con là Lý Nạp quản lý quân vụ, giấu việc mấy tháng rồi mới phát tang. Nạp sau đó nổi dậy cùng ba trấn xưng vương, gọi là loạn tứ trấn. Về sau năm 784, Nạp lại quy phục, triều đình hạ chiếu truy tặng Chính Kỷ là Thái úy[2].