1966年3月8日早上5点钟，天刚蒙蒙亮，人们还在睡梦之中，河北省邢台地区，一次7级以上的强烈地震发生了。顿时地动山摇，房倒屋塌，道路、桥梁、堤坝以及农田建设，都遭到严重破坏，人民生命财产受到巨大损失。
当天下午，周恩来总理召开了救灾工作会议，李四光出席了这次会议。会上周总理向大家提出，地震给人民的生命财产造成了极大的损失，也给我们带来深刻的教训，我们能不能预报地震呢？如果可以预先知道地震发生的时间，那么就可以减少损失了。大家觉得这是个摆在科学家面前的难题，一时间会场静悄悄的，几乎是鸦雀无声。过了一会儿，有人含糊其辞地发言，中心意思是说，这个问题不大好办；有人说：地震预报目前不光是我国解决不了，就是世界上也没有解决。周总理转过身来问坐在他身边的李四光：“李四光同志，你的意见呢？”
“地震是一种自然现象，它的发生是有个过程的，是可以预报的，不过还需要做大量的探求工作。”李四光说道。
“李四光同志独排众议，说地震是可以预报的，这很好，我们就是要有这个决心，有这样的志气：世界上没有解决不了的困难。我们的前人只给我们留下了地震的记载，我们就要给我们的后人留下预报的记录。”周总理高兴地说道。
会后，李四光非常激动，决心尽力去完成地震预报这个史无前例的任务。根据会议精神，他马上派了一个小队，连夜去地震灾区，并亲自交代：要根据震区的地质构造特征，查明地震发生的原因和范围，推测地震可能扩展的趋势，探索地震预报的方法。同时又打电话，请河北省地质局协助在隆尧县尧山，建立地应力实验测报点。
用测地应力的方法来预报地震，这是李四光首创的。尧山地应力站每天报来测得的数据，画出地应力值变化曲线，他仔细分析地震的发展趋势，指出：“我很担心，那边很可能还要震。”果然，没有几天，3月22日邢台地区又发生了一次7.1级强震。
这次地震发生后，地震地质小队的同志，立即打电话向李四光汇报情况，说他们亲眼看见地震发生时，隆尧县南阳楼东南的一片枣林，明显地向北来回反复转变，真是千载难逢的奇异现象。李四光认为，这就给邢台地震发生时的水平旋转扭动，提供了活生生的证据。
周总理多次召开会议，分析邢台地震的发展趋势。哪怕是深夜开会，李四光每次都参加。在一次会议上，有人提出：从邢台地区小震分布和动物异常来看，近期还有可能发生一次较大的地震，并圈出了好几个县，建议发地震预报。对此，周总理让李四光发表意见。李四光打开尧山地应力变化曲线图，向总理一一作了汇报，同时又打电话询问地应力观测站，然后向总理解释说：
“邢台地区已经发生了两次强震和万多次较小的地震，根据现有资料，基岩破坏得很厉害，产生了大量的裂隙，即使再有地应力积累情况的重演，那些积累起来的应力，大部分都可能通过裂隙的活动释放能量，所以在邢台地区及其邻近属于同一构造体系的地区，再发生像3月8日和3月22日那样强烈的地震的可能性不大。当然，在华北平原还未平静之前，一系列较小的地震可能还会继续一个时期。但是，就整个华北平原来看，震源带有可能向东北方向发展的趋势。”
周总理于4月10日，召开了地震发展趋势研究会，会上李四光指出：“深县、沧州、河间这些地区发生地震的可能性是不能忽视的。”果然，一年之后，即1963年3月，河间地区发生了6.3级地震，证实了他的这一推测。
4月20日，李四光虽然患有动脉瘤等疾病，但在周总理四次去邢台灾区视察的感召下，他说服了医生和夫人，经中央批准启程去邢台了。李四光下车后先到科学院的一个观测站，然后到尧山地应力站，详细观察了仪器、井位、地应力曲线变化，听取震区工作人员的汇报，共同分析两次大地震的发生原因，如何解决预报方法，地震的发展趋势等。从实际资料和现场查看，李四光认为这两次大地震都是构造地震（由地下岩层的隆起，断裂等构造运动所引起的地震），用地应力变化的观测方法，来预报这种强烈地震，看来是行得通的。
近半个世纪以来，世界上许多国家都在研究地震预报问题，但都没有得到很好的解决，我国是一个多地震的国家，长期以来也没有解决好地震预报问题。作为地质部长、中国科学院副院长，李四光觉得这个工作抓晚了，心里有些内疚，决心利用这次邢台地震的机会，把地震预报工作推进一步。
1967年初春的一天深夜，李四光接到国务院的紧急通知，要他速到国务院小礼堂去开会。当他赶到小礼堂时，已是凌晨两点钟了。周总理主持会议，气氛很紧张。原来是因最近北京附近小震活动频繁，动物不安，有人向国务院报告，说这天早晨7点，北京要发生7级强震，请求国务院批准立即向市民发出迁出屋外去住的通知。当这种意见在会上讲过之后，周总理把目光集中到李四光身上。周总理问：“情况如何，真是这样紧急吗？”
此时，李四光展开地应力曲线图，拿起电话询问北京附近的地应力观测站，他们都反映说：“没有什么异常。”于是李四光沉着地对周总理说道：“根据邢台等地区地应力的长期观测，有大震时一般都是有变化的……看来，今晚不一定要发警报，当然要密切注意观察。”
周总理听后，觉得很有道理，同意不发警报。但是，周总理、李四光和其他科学工作者，通宵达旦地监视着，一直等到平静黎明的来临。当红日从地平线上冉冉升起后，才缓了一口气。实践又一次证明李四光利用地应力的分析是正确的。
1969年7月18日，渤海发生地震以后，周总理在国务院会议厅召集中科院、地质部等有关部门负责人会议，周总理就地震工作体制和统一领导问题讲话，他宣布了中央关于成立地震工作领导小组的决定，由李四光担任组长。这年他已是80岁高龄的人了，还经常到房山、延庆、密云、三河等地，亲自调查地质现象，视察地震地质工作。
对于利用地应力这个方法来预报地震，有些人持反对态度。李四光同他的同事们一起，用实际行动来说服教育那些人。1967年冬天，他们到房山地区作了“地应力解除”的实验。那天，天很冷，风又大，吹得电线杆子呜呜直叫，李四光从工人手中接过手柄，为了感觉更灵敏，他摘掉棉手套，握住冰冷的铁手柄，一直到实验结束，解除应力的实验成功了，他才放下手柄，脸上露出兴奋的微笑。实验证明地应力是确实存在的，毋庸置疑。
1970年1月4日，云南通海地区发生了7.7级强烈地震，人民的生命财产遭受巨大损失。李四光得知后非常痛心。本来他早就发觉这里可能发生地震，早已布置地质力学研究所和西南地震队前去那里开展工作，可是直到1970年初才进通海，这时地震已经发生了。他认识到这是一种严重失职，所以他在这年1月份召开的全国地震工作会议上作了检讨，他说：“我代表地质工作者，对云南地震造成的损失表示痛心……”
1971年4月27日，即李四光去世的前一天，他还对医生恳切地说：“只要再给我半年的时间，地震预报的探索工作，就会看到结果的。”这天，李四光和秘书，就地震问题整整讨论了半天，当秘书离开医院时，还让他第二天带一份全国地图到医院来，还有一些工作要安排。这天晚上，他躺在床上对女儿李林说：“地热工作我比较放心，它已经被人们重视起来了。我不放心的是地震预报。外国人的路子是走不通的，但是我的观点还没有被人们采纳。还不知道有没有时间让我和同志们一起去征服地震这个地下的‘敌人’。”
第二天，即1971年4月28日早晨，李四光的动脉瘤破裂，与世长辞了。
1973年，根据周总理的指示，把李四光的遗留资料整理出来，他的《关于地震地质工作的意见》书稿已经整理完毕，人们可以从中获得宝贵的地震预报的知识。也可以看出，李四光一生对地震工作所付出的巨大努力。
