李·佩斯的父亲在石油领域工作，为此他小时候随家人在沙特阿拉伯生活过一段时间，后搬回美国德克萨斯的休斯顿市。他曾为了表演辍学加入当地剧团，但最终还是完成了高中学业。
1999年，他被茱莉亚学院录取，学习表演，同班同学还有演员安东尼·麦凯。期间，他在莎剧《罗密欧与茱莉亚》中扮演罗密欧，以及出演《凯撒大帝》中野心勃勃的卡西乌斯等。毕业后又在外百老汇舞台上继续表演，期间两次获得Lucille Lortel戏剧奖杰出男演员提名。
李电视处女秀是在2002年的《法网游龙：特案组》第三季第18集中的Benjamin Tucker。
李在2003年演出第一部电影是《迷恋荷尔蒙》（又译《战士之女》/《 致命激情》），在电影里面他饰演Calpernia Addams。
2004年，他还出演了电视剧《奇迹降临》，饰演Aaron Tyler，但该电视系列剧只存活一季即被砍。该剧被取消后接拍影片《伯爵夫人》、《特务风云》以及背景设置在中东的《坠入》。
2007年，李·佩斯在《灵指神探》中担纲主演Ned一角。他还与艾米·亚当斯合作了影片《明星助理》，和萨拉·米歇尔·盖拉一起主演的美版《中毒》。
2008年，他凭借在《灵指神探》中的表演获得第65届金球奖电视类音乐喜剧类剧集最佳男主角的提名。
在2011年4月，李开始在《霍比特人》三部曲电影中担任黑森林精灵王瑟兰迪尔一角。同年4月19日为李的百老汇初登场日，这天The Normal Heart开始预演，并于4月27日在Golden Theatre开幕，这出剧总共演出了96场，同年7月10日为闭幕夜，李在此剧中演的角色为Bruce Niles。 李在还《黄金年代》中饰演19世纪意大利歌剧作曲家文琴佐·贝里尼，此剧在2012年11月13日预演，并在12月4日于曼哈顿剧场俱乐部公演。
2012年，他在《暮光之城：破晓》中演出流浪吸血鬼Garrett一角。同年，李·佩斯还加盟史蒂文·斯皮尔伯格执导的传记电影《林肯》，扮演民主党众议员费尔南多·伍兹，与丹尼尔·戴-刘易斯对戏。
2013年4月，李加入漫威同名漫画改编电影《银河护卫队》，将扮演反派指控者罗南。同年12月，李·佩斯出演的《霍比特人：史矛革之战》上映。
2014年，李主演的美剧《奔腾年代》于北京时间6月1日在AMC台首播。8月1日，他出演的《银河护卫队》在美国首映。12月17日，他出演的《霍比特人：五军之战》北美首映。
2015年，李主演的美剧《奔腾年代2》于北京时间6月1日在AMC台首播。

2015 李主演的美剧《奔腾年代2》于北京时间6月1日在AMC台首播。

2014 李主演的美剧《奔腾年代》于北京时间6月1日在AMC台首播；

8月1日，他出演的《银河护卫队》在美国首映；

12月17日，他出演的《霍比特人：五军之战》北美首映。

2013 4月，李加入漫威同名漫画改编电影《银河护卫队》，将扮演反派指控者罗南；

同年12月，李·佩斯出演的《霍比特人：史矛革之战》上映。

2012 他在《暮光之城：破晓》中演出流浪吸血鬼Garrett一角；

同年，李·佩斯还加盟史蒂文·斯皮尔伯格执导的传记电影《林肯》，扮演民主党众议员费尔南多·伍兹，与丹尼尔·戴-刘易斯对戏。

2011 在4月，李开始在《霍比特人》三部曲电影中担任黑森林精灵王瑟兰迪尔一角；

同年4月19日为李的百老汇初登场日，这天The Normal Heart开始预演，并于4月27日在Golden Theatre开幕，这出剧总共演出了96场，同年7月10日为闭幕夜，李在此剧中演的角色为Bruce Niles；

李在还《黄金年代》中饰演19世纪意大利歌剧作曲家文琴佐·贝里尼，此剧在2012年11月13日预演，并在12月4日于曼哈顿剧场俱乐部公演。

2004 他还出演了电视剧《奇迹降临》，饰演Aaron Tyler，但该电视系列剧只存活一季即被砍。该剧被取消后接拍影片《伯爵夫人》、《特务风云》以及背景设置在中东的《坠入》。

2003 李在演出第一部电影是《迷恋荷尔蒙》（又译《战士之女》/《 致命激情》），在电影里面他饰演Calpernia Addams。

2002 李电视处女秀是在的《法网游龙：特案组》第三季第18集中的Benjamin Tucker。