Năm 936, Thạch Kính Đường nổi dậy, cùng với viện trợ của quốc chủ Khiết Đan Gia Luật A Bảo Cơ, ông ta tiêu diệt Hậu Đường và lập ra Hậu Tấn, tức Hậu Tấn Cao Tổ.[10] Lý Tùng Nghiễm tiếp tục giữ chức Phượng Tường tiết độ sứ dưới quyền Hậu Tấn Cao Tổ, Hậu Tấn Cao Tổ phong cho Lý Tùng Nghiễm tước Tần vương, rồi Kỳ vương, thực ấp 15.000 hộ, thực phong 1.500 hộ.[1]

Trong thời gian cai quản, Lý Tùng Nghiễm được mô tả thiên về là một quan văn thay vì quan võ, và trong khi khoan dung đối với nông dân, ông lại nghiêm khắc với sĩ tốt, gây ra nhiều bất bình trong sĩ tốt. Năm 938, các binh sĩ mà ông phái đi tuần tra ranh giới phía tây khi ra khỏi quân thành thì quay sang tiến hành binh biến, các binh sĩ này đột môn nhập thành cướp phá. Lý Tùng Nghiễm phát binh dưới trướng đánh bại loạn binh, loạn binh chạy về phía đông để tố cáo ông với triều đình Hậu Tấn. Tuy nhiên, khi loạn binh đến Trấn Quốc[chú 8], họ bị tiết độ sứ Trương Ngạn Trạch (張彥澤) tiến công và giết sạch.[11]

Sau khi Hậu Tấn Cao Tổ mất và Thạch Trọng Quý kế vị, Lý Tùng Nghiễm được giữ chức Thái bảo. Ông qua đời năm 946, trong khi vẫn đang giữ chức Phượng Tường tiết độ sứ.[1]