养父死了，但赵延寿却被耶律德光重用，因为耶律德光想用汉人来统治中原，然后他再加以控制，赵延寿被任命为幽州节度使，加封燕王。从此赵延寿便充当了耶律德光进犯中原的急先锋。

在后晋末年，石重贵和契丹关系恶化，耶律德光屡次南下讨伐这个不听话的“孙子”，他让赵延寿领兵开路，答应他在平定中原后立他为帝。赵延寿便像条忠实的狗一样非常卖力。等到杜重威投降后，耶律德光对赵延寿说：“汉人士兵，都归你统领，你亲自去安抚安抚他们吧！”赵延寿领命去了，杜重威和李守贞等降将纷纷跪拜行礼，赵延寿似乎看到了自己做皇帝的样子，但最终是竹蓝打水一场空。

耶律德光到了开封，见后晋的投降军队几万人都在陈桥一带，他怕将来后晋将士兵变，就有了斩除后患的念头。赵延寿听说后不想失去以后可以利用的军队，赶忙去见耶律德光，问他：“陛下百战之后才得到晋的国土，不知您是自己统辖呢，还是让它将来被别人夺走？”

耶律德光听了不高兴地说：“朕因为石重贵忘恩负义才发兵征讨，前后五年的厮杀，几乎耗尽国力，刚得到中原，怎么不想自己统辖？你有什么话就直说吧！”赵延寿说：“中原南边和吴国相临，西边又和蜀接壤，边境长达几千里。不久之后陛下北归，如果吴和蜀发兵中原，那这几千里的边界谁去为陛下守卫呢？如果不派兵把守，恐怕要被他人夺取。”

耶律德光问道：“朕还没有想到这些，那你说该怎么办？”赵延寿说：“臣知道契丹的兵马善战，但不习惯南方的暑热气候，所以不能让他们去驻守西边和南边。我看不如把降卒全部改编，然后派他们到这些地区守卫。”耶律德光犹豫着说：“以前朕也曾想杀投降的士卒，但没有执行，结果留下大患，现在又是这种情况，朕想除之以免后患。”

赵延寿见耶律德光不听，赶忙说出了具体办法：“臣的意思不是让降卒仍然驻守河南，可以将他们连同家属迁往北方的朔州、云州和镇州、定州，然后每年轮流戍守黄河沿岸，这样便可免除后患了。”耶律德光见赵延寿说的有理便同意了，赵延寿将几万降卒的生命保存下来，所以后来人说是赵延寿免掉了又一次长平惨祸的发生。

耶律德光虽然答应了保留几万降卒的生命，但对当初答应让赵延寿当中原皇帝的诺言却不见兑现。赵延寿着急了，让人对耶律德光说，他想当太子，以此提醒耶律德光，耶律德光却说：”我对于燕王没有什么舍不得送的，就是割我的皮肉也行，更何况是其他的事。但我听说太子要由皇帝的儿子来做，燕王怎么能做呢？”

为了安慰这个卖力的赵延寿，耶律德光便让人给他高官做，翰林院的人拟定了给赵延寿的一串官职，包括大丞相、录尚书事、都督中外诸军事、枢密使、燕王，耶律德光把录尚书事和都督中外诸军事两个划掉了，看来他还是不愿让赵延寿职权太大，尤其是军事大权。

耶律德光在中原称帝建立大辽国后，也没有坐多久，一是不习惯中原的气候，但更主要的是中原军民反抗激烈，耶律德光害怕回不了老家。于是，派人留守开封后，便急忙北上了，未到老家，便一命归西，回了另一个老家。

赵延寿见耶律德光走了，便趁机打着耶律德光的旗号，自任权知南朝军国事，这个官职就是临时的最高统帅，但被契丹新首领辽世宗耶律阮抓获。