1954年，李元明经过在炮兵高级炮校的学习后，被任命为东北军区炮兵司令部的参谋长。在这个职位上，他主要负责炮兵训练工作，最令他感到压力山大的是需要管理21个军和师级单位的训练工作。他自己也表示，这项任务相当具有挑战性。 在新中国成立之前，李元明只是一个团级干部。参加抗美援朝战争后，他所在的部队被改编为特种兵，李元明也被任命为反坦克歼击炮兵第31师的副师长。最初，他在安东进行整训，随着战局发展，他所在的部队在第五次战役期间被迅速派往前线作战。战役结束后，部队回到驻地进行整训，而李元明则被派往东北军区政文干校继续学习。在那里，经过三个月的努力，他顺利毕业，并被提拔为师长。 担任师长不久后，李元明被选派去高级炮校进修，为期九个月。尽管他出身基层，文化教育水平较低，但他始终克服种种困难，努力跟上课程进度。在课余时间，他自学了大量知识，并且放弃了自己的休息时间。在一次因为痔疮做手术后，他仅休息了三天就强烈要求出院，坚持回到课堂上继续学习。最终，他凭借刻苦努力，顺利毕业，并被任命为东北军区炮兵参谋长，后来还改为沈阳军区炮兵参谋长。

可以说，炮兵的真正发展是在解放战争时期逐步实现的。新中国成立后，随着炮兵建设的逐步推进，对专业化人才的需求越来越大。李元明通过系统的学习和培训，迅速在工作中展现出了他的能力，在短短四五年的时间内，他从团职干部晋升到军区炮兵参谋长，这在当时的环境下可以说是一个相当迅速的晋升。 许多人对于大军区下辖的军和兵种司令部的级别并不太了解。一般来说，大军区下的空军司令部被评定为正兵团级单位，而炮兵和工程兵等则被定为正军级单位。值得注意的是，不同单位的下属结构也有所不同。例如，沈阳军区的空军司令部下属单位为正军级，而炮兵和工程兵的下属单位则是师级。 在那个时期，沈阳炮兵司令部直接管理着7个炮兵师和7个炮兵学校，还负责7个步兵军的炮兵训练。这意味着，李元明需要协调管理21个军和师级单位的事务，责任可想而知。作为一个相当于军区参谋长的干部，他的管理责任非常重大，因此，能够有效地管理如此庞大的训练体系，的确是一项艰巨的任务。

1955年，李元明晋升为军区炮兵司令部的副司令员，相当于副军职。作为一名大校军衔的军官，他感到组织对他的信任与重用，这也意味着大家对他迎难而上的能力充满期待。虽然炮兵在解放战争时就有了初步发展，但士兵们并没有接受过专业和系统的训练。随着新中国军队正规化建设的推进，新技术的广泛应用使得能掌握这些新技术的干部能够在工作中充分发挥。李元明正是这样一位典型的例子。 李元明仅用了五年的时间，从团级干部晋升到副军职，并获得了大校军衔。在陆军部队中，干部的调整频率相对较低，这不仅显示了军队对专业化人才的巨大需求，也证明了李元明个人能力的突出。 正如军委炮兵司令部的领导所指出，沈阳军区和北京军区的炮兵训练成果斐然。将沈阳军区列为前列，极大鼓舞了沈阳军区炮兵指战员的士气，而李元明作为专门负责训练工作的干部，获得的认可与鼓舞也更为明显。

正是由于在工作中的出色表现，李元明在60年代晋升为少将。尽管在当时有许多资历和职务上都高于他的干部，晋升还是严格依照标准进行，依据的包括任职期间的成就和服务年限等因素。