李淳风的观天象之术也非常了得。传说，隋大业十三年（617年）六月，李淳风夜观天象，发现镇星暗弱，移往参宿，参宿与唐国对应，而镇星代表福禄。他看出大隋要完蛋了，而唐国之地是兴盛迹象。果然，不久唐国公李渊起兵推翻了隋朝。
贞观年间，李淳风和张率一同为官。有一次突然南风起，迅疾猛烈，唐太宗就问这是不是什么不祥之兆。两人掐指一算，李淳风说南面五里之外有人哀哭；张率则相反，说是有人奏乐。反差如此之大，唐太宗便立即让人去查看，结果来人报告，是在出殡，伴有乐队鼓吹。两人都说对了，只不过侧重面不同。
还有一天，李淳风上奏说，第二天北斗七星会化为人形，到西市某酒楼饮酒，可以派人去把他们请来。唐太宗将信将疑，但还是派了人过去等候。翌日，果然有七人从金光门入城，来到西市酒楼，要了一石酒，瞬间就喝光了，马上又添了一石。这怪异行为自然引起唐太宗派来的使者的注意，便请七人进宫。七人面面相觑，说：“一定是李淳风这个臭小子泄露了天机。”便让使者下楼等候，说他们喝完酒马上下来。结果使者刚下来，七个人就消失得无影无踪，只在座位底下留下了若干酒钱。使者回报后，唐太宗十分惊异。
贞观二十三年三月，太阳变红，黯淡无光。太史令李淳风再次道破天机，他说太阳变色是有军情，是君主无德、大臣乱国的迹象，黯淡无光则是帝王生病之兆。结果，他又一次说对了，这年五月，唐太宗李世民在含风殿驾崩。
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