公元六百九十九年，李旦被复封为相王，并将名字由武轮改回李旦，兼领太子右卫率，后又遥领安北大都护。

当时，武则天为了调解李氏与武氏的矛盾，召集两族子弟，在明堂盟誓，要两族和睦共处。

李旦作为李氏代表，与李显、太平公主一同参与了盟誓。

公元七百零一年，突厥默啜可汗率军南侵。

李旦被任命为天兵道元帅，统率诸军抵御突厥