武德九年（626年），李世民通过玄武门之变夺取帝位，李神通虽未参加玄武门之变的策划，但他素来与李世民关系友善，事发之前曾与李世民夜饮，并护送李世民返回府邸。 九月，唐太宗李世民与群臣当面议定开国元勋长孙无忌等人的爵位食邑，命陈叔达在宫殿下唱名公布，唐太宗李世民说：“朕分等级排列你们的功劳赏赐，如有不当之处，可以各自申明。”于是各位将领纷纷争功，议论不休，李神通说：“我在关西起兵，首先响应义旗，而房玄龄、杜如晦等人只是捉刀弄笔，功劳却在我之上，我感到难以心服。” 唐太宗说：“叔父虽然首先响应义旗举兵，这也是自谋摆脱灾祸。等到窦建德侵吞山东，叔父全军覆没；刘黑闼再次纠集余部，叔父丢兵弃甲，望风脱逃。房玄龄等人运筹帷幄、决胜千里，使大唐江山得以安定，论功行赏，功劳自然在叔父之上。叔父您是皇族至亲，朕对您确实毫不吝惜，但不可循私情滥与有功之臣同等封赏。” 贞观元年（627年），李神通担任开府仪同三司，赐封食邑五百户。贞观四年（630年），李神通在长安去世，时年五十四岁，朝廷追赠他为司空，谥号靖。 贞观十四年（640年），唐太宗下诏让李神通与河间王李孝恭、郧节公殷开山、渝襄公刘政会配享唐高祖庙庭。
