1926年11月25日，李政道生于上海。

1945年在昆明西南联合大学随物理学家吴大猷研究近代物理。

1946年入芝加哥大学研究院，1950年获博士学位。在加利福尼亚大学短期工作后，又在普林斯顿大学高级研究院工作两年，1953年转往哥伦比亚大学，1956年升为正教授。

1960年任普林斯顿高级研究院教授，1964年任哥伦比亚大学第一任费米物理讲座教授。

1956年，与杨振宁合作，提出弱相互作用中宇称不守恒的结论。

1957年，在哥伦比亚大学工作的吴健雄，用实验证实了他们的理论结论。为此，李政道和杨振宁获得了1957年诺贝尔物理学奖。

1964年以后，对某些弱相互作用中发生的破坏时间反演不变性现象的解释，作出许多重要贡献。李政道曾协助中国科学院高能物理研究所建造正负电子对撞机和同步辐射设备，并多次回中国访问讲学。

1980年以后，他发起组织美国几十所主要大学在中国联合招收物理学研究生，为培养中国青年物理学家作出了贡献。