李晟出身军伍世家，十八岁便投身军旅，随河西节度使王忠嗣征讨吐蕃。他身高六尺，勇武绝伦，善于骑射，曾一箭射杀吐蕃猛将，名扬军中。769年，吐蕃进犯灵州。李晟时为凤翔右军都将，率一千士卒兵出大震关，直奔临洮。他屠灭吐蕃定秦堡，生擒堡帅慕容谷钟，迫使吐蕃解除灵州之围，被授为开府仪同三司、左金吾卫大将军、泾原四镇北庭都知兵马使。

779年，唐德宗继位，剑南节度使崔宁入京朝觐。吐蕃趁机进犯剑南，蜀中震动。唐德宗任命李晟为太子宾客，让他率神策军援救剑南。李晟取道漏天、连取飞越、肃宁等城，横渡大渡河，斩杀吐蕃军一千余人。吐蕃撤军退走。

781年，魏博节度使田悦起兵叛乱，兵围临洺。李晟被任命为神策军先锋都知兵马使，与河东节度使马燧、昭义节度使李抱真合兵援救临洺。他在双冈大败魏军杨朝光部，并乘胜追击，与田悦战于临洺。当时战况激烈，唐军各部皆退却。李晟率部冲锋，踏着坚冰渡过洺水，横击魏军，使得唐军重新振作，合力击破田悦。

784年四月，李晟被加封为鄜坊、京畿、渭北、商华副元帅。当时，李晟与许多神策军将领的家属都在长安城中被朱泚当作人质。有人提起此事，李晟流泪道:"我现在怎么能顾惜自己的家庭呢?"此外，李晟与部下一起同甘共苦，以忠义和情谊激发军心，全军始终没有怨言。

李晟领兵攻打长安通化门，叛军不敢出战。次日，李晟集合将领们询问如何攻取长安。众将都要求先攻外城，然后扫清皇宫里的敌人。李晟却认为:"叛军若设伏兵与我巷战，居民会喧闹溃散。叛贼的精锐士兵集中在皇苑中，现在直接进攻这里，是挖他的心腹要害，想逃跑都来不及!"于是从东渭桥移营到光泰门，以大军直逼都城，大败朱泚部将张庭芝、李希倩。

李晟命令决胜军使唐良臣率领步骑兵进逼，且战且进，到了白华门，叛军有数千骑兵出现在官军的后面，李晟率领一百多骑兵回身抵御，左右的人呼喊:"相公(李晟)来了!"叛军都惊恐逃散。朱泚率领败兵逃离长安，李晟派遣兵马使田子奇追击，其余叛军相继投降。

李晟驻军在含元殿前，住在右金吾卫驻所，并命长安、万年县令，分头慰问居民，军队秋毫无犯。住在远处街坊的居民，过了一夜才知道朝廷的军队已经进城。次日，李晟屯兵安国寺，斩杀跟随朱泚叛乱的人，表彰坚贞不屈者，并要求赦免被迫从贼的人。

793年，李晟去世，终年六十七岁。德宗得知后流涕不止，命百官到其府第吊唁，并追封他为太师，赠谥号忠武。李晟下葬时，德宗又亲到望春门送葬，派使者在灵车前宣读诏书，又命百官在路旁哭拜。

公元789年，唐德宗命人将李晟的画像挂在凌烟阁上。

公元1123年，宋室依照唐代惯例，为古代名将设庙，七十二位名将中亦包括李晟，北宋年间成书的《十七史百将传》中，李晟亦位列其中。

1388年，明太祖取古今功臣三十七人配享历代帝王庙，其中就有李晟。