真宗即位后，对李沆十分器重，曾命李沆兼任监修国史，参与重修《太祖实录》

至道元年，赵恒被立为太子，从子李沆就辅导太子治理国家
至道元年（995年）八月，寿王赵恒（宋真宗）被立为太子，李沆升任礼部侍郎，与李至同兼太子宾客，太宗诏赵恒以师傅之礼对待李沆。

真宗即位合，任命李沆为户部侍郎和参知政事
至道三年（997年）三月，真宗即位。四月，任命李沆为户部侍郎、参知政事。
咸平元年（998年）十月，李沆以本职与兵部尚书张齐贤同任平章事，李沆兼任监修国史，参与重修《太祖实录》。