卢文纪奉命出使川蜀，经过岐下，当时唐末帝为岐下主帅，以主人的身分礼遇接待他，观察卢文纪的仪态志趣，招待颇为周到热情。清泰初年，中书省缺宰相，末帝在朝臣中寻找，身旁臣子说：“我们看见一班朝廷中有名望，当授以重任的，不过
姚顗、卢文纪、
崔居俭而已。”又比较过三人的文才德行，更不知如何是好。末帝于是将当时多位有清名的高官姓名写在纸条上，投进琉璃瓶中，在月夜焚香，向上天祷告祈求，第二天一早用筷子挟纸团，第一下就挟到了写有卢文纪名字的纸团，其次就是姚顗。末帝早希望如此，便欣然任命他们，授卢文纪为中书侍郎、同平章事，与
姚顗一同登上相位。
当时，朝廷在战乱之后，国家刚刚安宁，外有寇兵入侵，内有强臣在境。卢文纪身处国家中枢之地，却没有治国安邦的大计，所谈论的是所憎朋党的小过失，所纠查的是选举任免的小事情。当时有叫史在德的蜀人任太常丞，进入权贵要人家庭，评论比较朝廷众官，多有讥讽抨击，呈上奏章说：“文武两班官员，应选择有才干的人提拔使用。现有的军都将校和朝廷士大夫，请均加以审核考察，分别删汰，有才干的提拔任用，无能平庸的罢免屏弃，不限于名位的高低。”奏疏上到中书省，卢文纪认为这是非议自己，非常生气，召来谏议大夫
卢损写成答复的公文，文辞意义混乱芜杂，被众人讥笑。
后唐末帝清泰三年(936)，后
晋高祖勾结契丹人与朝廷抗命，不久朝廷大军受挫，军营被围。八月，末帝亲征，卢文纪随从，末帝对他说：“我听说君主忧虑是臣子的耻辱，我从凤翔到京即位，首先任您做宰相，听别人议论，说您将使国家太平，现在贼寇纷扰，让我以皇上的身分亲自出征与贼寇作战，你内心也安宁吗？”卢文纪惶恐致歉。当时末帝在晚年，已失去了锐气，声称援救唐军营寨，实际上厌倦出征。开始到达河阳时，末帝召来卢文纪、
张延朗商议。卢文纪说：“敌人骑兵忽来忽往，无利可图就离开，我军大营牢固，足以相抗衡，况且已有三处救兵来到，可以不战而解大营之围，派人去督促，责令他们战胜，御驾暂时停在河桥，详观形势的变化。河桥地处舟车往来的交通要道，正当天下的中心地带，即使不能解除大营的包围，再离开此地前征也不晚。”恰好这时张延朗正与契丹
赵延寿暗中勾通，于是在旁边上奏说：“卢文纪的话是对的。”所以只令赵延寿北往，末帝坐等大营的失败。后唐灭亡，末帝自焚而死。卢文纪因此归顺了晋高祖。
后晋时期，
晋高祖罢免了卢文纪相位，任吏部尚书，再迁任太子少傅。少帝即位，改任太子太傅。后汉高祖即位后，转任太子太师。
后周广顺元年(951)夏天去世，享年七十六岁，追赠为司徒，皇上为他罢朝两天。卢文纪一生积累亿万财富，他死后，被他儿子卢龟龄糜费，不到几年，挥霍殆尽，因此家多积蓄的人都以此为戒。