李廣的祖先是秦朝將軍李信，曾率軍戰敗燕太子丹。李廣接受世傳弓法，射得壹手好箭。
漢文帝十四年(前166年)，匈奴大舉入侵邊關，李廣以良家子弟從軍抗擊匈奴。因善於用箭，殺死和俘虜了眾多敵人，升為郎中，以騎士侍衛皇帝。多次跟隨文帝射獵，格殺猛獸，文帝曾慨嘆：“惜乎，子不遇時！如令子當高帝時，萬戶侯豈足道哉！”(《史記·李將軍列傳》)
漢景帝即位後，李廣為隴西都尉，不久升為騎郎將。吳楚七國之亂時，李廣任驍騎都尉跟隨太尉周亞夫抗擊吳楚叛軍。因奪取叛軍帥旗由此在昌邑城下立功顯名。雖有功，但由於李廣接受了梁王私自授給他的將軍印，回朝後，沒得到封賞。
諸王叛亂平定後，李廣任上谷太守，匈奴日以合戰。典屬國公孫昆邪上書：“李廣才氣，天下無雙，自負其能，數與虜敵戰，恐亡之。”(《史記·李將軍列傳》)於是被任為上郡太守。後李廣又在隴西、北地、雁門、代郡、雲中等地做太守，以打硬仗而聞名。
匈奴入侵上郡(郡治膚施，今陜西榆林東南魚河堡)，景帝派壹個寵信宦官同李廣壹起統率和訓練軍隊抗擊匈奴。壹次宦官帶幾十個騎兵出獵，路遇三名匈奴人騎士，與其交戰，結果，匈奴人射殺了所有隨從衛士，還射傷宦官，宦官慌忙逃回報告給李廣。李廣認定三人是匈奴的射雕手，於是親率百名騎兵追趕三名匈奴射雕手。
匈奴射雕手因無馬而步行，幾十裏後被追上，李廣命令騎兵張開左右兩翼，自己親自射殺二名匈奴射雕手，生擒壹名。剛把俘虜縛上馬往回走，匈奴數千騎兵趕來，見到李廣的軍隊，以為是漢軍誘敵的疑兵，都大吃壹驚，立刻上山擺開陣勢。李廣的壹百名騎兵，也十分害怕，都想掉轉馬頭往回奔。李廣說：“吾去大軍數十裏，今如此以百騎走，匈奴追射我立盡。今我留，匈奴必以我為大軍之誘，必不敢擊我。”(《史記·李將軍列傳》)李廣命令所有的騎兵說前進，壹直走到離匈奴陣地不到二裏多路的地方才停了下來。李廣又下令道：“皆下馬解鞍！”(《史記·李將軍列傳》)他手下的騎兵說：“虜多且近，即有急，奈何？”(《史記·李將軍列傳》)李廣說：“彼虜以我為走，今皆解鞍以示不走，用堅其意。”(《史記·李將軍列傳》)匈奴騎兵果真不敢冒攻。這時壹名騎白馬的匈奴將領出陣來監護他的士兵。李廣騎上馬，帶十幾個騎兵，射殺白馬將，然後重回到他的隊裏，卸下了馬鞍。他命士兵都放開馬匹，睡臥地上。這時天色已晚，匈奴兵始終覺得他們可疑，不敢前來攻擊。半夜時分，匈奴以為漢軍在附近有伏兵，想乘夜襲擊他們，便引兵而去。第二天壹早，李廣回到了部隊。
公元前140年，漢武帝即位，眾臣認為李廣是名勇將，武帝於是調任李廣任未央宮的衛尉。這時程不識也任長樂宮衛尉，他倆從前都以邊郡太守的身份統帥軍隊，卻有截然不同的帶兵方法。李廣治軍簡易，行軍沒有嚴格的編制、隊列和陣勢。常找靠近水源的草地駐紮。士兵人人自便，晚上不打更巡邏自衛。軍隊的文書簿籍壹概從簡，但是也遠遠布置偵察人員，所以沒遭遇過危險。程不識則以嚴格治軍而聞名，他註重部隊的編制，隊列和陣式。晚上敲刁鬥巡邏，軍官處理軍事文件到天亮，軍隊得不到休息，也沒遇到過危險。可是士兵卻苦於程不識之嚴，都喜歡跟隨李廣作戰。程不識景帝時因數次直諫而被任為太中大夫，為人清廉，謹於文法。
漢武帝三年(前133年)，漢用馬邑城(今山西朔縣)誘匈奴單於入塞。派大軍埋伏在附近的山谷中，李廣擔任驍騎將軍，受護軍將軍韓安國節制。單於發覺這種情況，引兵離去。
四年後，李廣率軍出雁門關，被成倍的匈奴大軍包圍，李廣終因寡不敵眾而受傷被俘。匈奴單於久仰李廣威名，命令手下：“得李廣必生致之”(《史記·李將軍列傳》)匈奴騎兵便把當時受傷得病的李廣放在兩匹馬中間，讓他躺在用繩子結成的網袋裏。走了十多裏路，李廣裝死，斜眼瞧見他旁邊有個匈奴兵騎著壹匹好馬，李廣突然壹躍，跳上匈奴少年的戰馬，把少年推下馬，摘下他的弓箭，策馬揚鞭向南奔馳，匈奴騎兵數百人緊緊追趕。李廣邊跑邊射殺追兵，終於逃脫，收集余部回到了京師。漢朝廷把李廣交給法官，法官判李廣部隊死傷人馬眾多，自己又被匈奴活捉，應當斬首，後用錢贖罪，成為平民。
李廣在家閑居期間，常與穎陰侯灌嬰的孫子灌強到藍田南山中射獵。曾有壹次在夜間帶著壹個隨從騎馬外出，跟別人在鄉間飲酒。歸來時路過霸陵亭，霸陵亭尉喝醉了酒上前呵斥李廣不讓通行。李廣的隨騎說：“這是前任的李將軍。”亭尉說：“就是現任將軍尚且不能夜間通過，何況是前任將軍!”於是就扣留了李廣等人，留宿霸陵亭下。過了不久，匈奴攻人遼西，擊敗了韓安國的軍隊。於是皇帝召李廣，封他為右北平太守。李廣隨即請求武帝，準許派遣霸陵亭尉壹同前去。到了軍中李廣就把亭尉殺了，然後向皇帝上書謝罪。皇帝回報說：“將軍，是國家的爪牙。《司馬法》講：登車不撫車前橫木以禮敬人，遇到喪事不根據親疏關系穿規定的喪服，振兵興師去征伐不順服的人，出征時，要統率三軍之心，協同戰士之力，這樣才能做到壹怒千裏驚懼，威振則萬物歸順，是以名聲顯露於夷貉，神威使鄰國畏懼。報仇除害這是我期望於將軍的，您若叩頭請罪，這豈是我所指望的!”看來皇帝並沒有因此而責備李廣，倒欣賞他的這種做法。這件事從壹個側面反映出李廣心胸的狹窄。
李廣任右北平太守後，匈奴畏懼，稱李廣“漢之飛將軍”，避之，數年不敢入侵右北平。
李廣出獵，看到草叢中的壹塊石頭，以為是老虎，張弓而射，壹射箭去把整個箭頭都射進了石頭裏。仔細看去，原來是石頭，再射，就怎麽也射不進石頭裏去了。李廣壹聽說哪兒出現老虎，他就常常要親自去射殺，居守右北平時壹次射虎，惡虎撲傷了李廣，李廣帶傷也終竟射死了這只虎。
李廣為將廉潔，常把自己的賞賜分給部下，與士兵同吃同飲。他做了四十多年俸祿二千石的官，家裏沒有多少多余的財物，始終不談購置家產的事，深得官兵愛戴。李廣身材高大，臂長如猿，有善射天賦，他的子孫和他人李廣學射箭，但都不及李廣。李廣不善言辭，與人閉居時亦以射箭來賭酒為樂，壹生都以射箭為消遣。李廣愛兵如子，凡事能身先士卒。行軍遇到缺水斷食之時，見水，見食，士兵不全喝到水，他不近水邊；士兵不全吃遍，他不嘗飯食。對士兵寬緩不苛，這就使得士兵甘願為他出死力。李廣射殺敵人時，要求自己箭無虛發，所以非在數十步之內不射，常常是箭壹離弦，敵人應聲而亡。也由此多次被敵人圍追，射猛獸時也由於距離太近而幾次受傷，但李廣從不畏懼。
不久，郎中令石建死，李廣被任命為郎中令。元朔六年(公元前123年)，李廣再為後將軍，從大將軍衛青軍出定襄，擊匈奴。諸將多數因立功而被封侯，而李廣軍無功而還。
公元前121年，李廣以郎中令身份率四千騎兵從右北平出塞，與博望侯張騫的部隊壹起出征匈奴。李廣部隊前進了數百裏，突然被匈奴左賢王帶領的四萬名騎兵包圍。李廣的士兵們都非常害怕，李廣就派自己的兒子李敢先入敵陣探察敵情。李敢率幾十名騎兵，沖人敵陣，直貫匈奴的重圍，抄出敵人的兩翼而回。回來後向李廣報告說：“匈奴兵很容易對付。”李廣的軍士聽了才安定下來。李廣布成圓形陣勢面向四外抗敵。匈奴猛攻漢軍，箭如雨下，漢兵死傷過半，箭也快射光了。李廣就命令士兵把弓拉滿，不要發射，他手持強弩“大黃”射殺匈奴裨將多人，匈奴兵將大為驚恐，漸漸散開。這時天色已晚，漢官兵都嚇得面無人色，但李廣卻意氣自如，更加地整飭軍隊。軍中官兵從此都非常佩服李廣的勇氣。第二天，他又和敵兵奮戰，這時博望侯張騫的救兵才趕到，解了匈奴之圍。李廣的軍隊幾乎全軍覆沒，李廣功過相抵，沒有得到賞賜。博望侯張騫當斬，後用錢贖罪，成為平民。
李廣前後與匈奴作戰四十多年，卻始終得不到封侯，當年同他壹起為郎中的堂弟李蔡，人品才能不及中等，名聲也遠在李廣之下，卻連連得封，元朔五年為輕車將軍，後封為樂安侯，元狩二年中，代公孫弘為丞相。李廣的許多部下也被封侯，而李廣卻未得爵邑，官職也沒有超過九卿。壹次李廣與望氣算命的王朔交談，說：“自擊匈奴而廣未嘗不在其中，而諸部校尉以下，才能不及中人，然以擊胡軍功取侯者數十人，而廣不為後人，然無尺寸之功以得封邑者，何也？豈吾相不當侯邪？且固命也？”(《史記·李將軍列傳》)王朔說：“將軍想想難道做過什麽可悔恨的事情麽?”李廣想想說：“我為隴西太守時，羌族人造反，我誘降了他們之後卻又殺死了他們。至今最大的悔恨只有這事。王朔說：“罪過沒有比殺已降的人更大了。這就是妳不得封的原因了。”
元狩四年(前119年)，大將軍衛青與驃騎將軍霍去病深入漠北打擊匈奴。李廣多次請求隨軍出征，武帝認為他年老未被啟用。直到元狩六年才被任命為前將軍，隨衛青出征。出塞，衛青得知單於的駐紮地，衛青決定自率精銳部隊襲擊單於。而命李廣與右將軍趙食其從東路出擊。東路道遠，而且水草極少，不利於行軍。李廣親自請求為先鋒，說：“臣部為前將軍，今大將軍乃徙令臣出東道，且臣結發而與匈奴戰，今乃壹得當單於，臣願居前，先死單於。”(《史記·李將軍列傳》)可是衛青曾暗中受到武帝的囑咐，認為李廣年老又命數不好，不要讓他與單於正面對陣。這時候，衛青的好友公孫敖新失掉侯爵，擔任中將軍隨大將軍出征，衛青想給他立功機會，所以把李廣調開讓公孫敖與自己壹同與單於對陣。
李廣當時知道這壹內情，仍堅決拒絕調動。衛青不接受他的請求，命令長史下道文書，讓李廣趕快到所在部隊去，照文書說的辦。李廣沒有向衛青告辭就動身了，內心極其惱怒地回到營中，領兵與右將軍會合，從東路出發。部隊因無向導，迷失了道路，落在大將軍後面，耽誤了約定的軍期。衛青的部隊因單於逃跑也無收獲，在回軍的路上才與右翼部隊會合。
回師後，衛青派長史拿了幹糧酒食送給李廣，順便問起李廣等迷路的情況。李廣不予回答，衛青又派長史緊催李廣的幕府人員前去聽候審問。李廣說：“諸校尉無罪，乃我自失道。吾今自上簿。”(《史記·李將軍列傳》)
李廣回到軍部，對他的部下說：“廣結發與匈奴大小七十余戰，今幸從大將軍出接單於兵，而大將軍又徙廣部行回遠，而又迷失道，豈非天哉！且廣年六十余矣，終不能復對刀筆之吏。”(《史記·李將軍列傳》)言畢引拔刀自刎。李廣部下軍士大夫壹軍皆哭。百姓聞之，無論認識與不認識他的，無論老者青年，皆為之流淚。
李廣有子三人，長子李當戶早死，有遺腹子李陵。次子李椒為代郡太守，也先於李廣而死。幼子李敢常隨軍出征，李廣死時，李敢正跟隨驃騎將軍霍去病征戰。李廣死第二年，李蔡因罪自殺。李敢以校尉身份隨霍去病擊左賢王，力戰，奪左賢王鼓旗，斬首甚多，被賜爵關內侯，食邑二百戶，代李廣為郎中令。不久，怨大將軍衛青懷恨其父李廣，擊傷衛青，衛青因有所顧忌加之內心有愧，沒有聲張。後李敢至上雍，到甘泉宮狩獵，被驃騎將軍霍去病射殺。當時霍去病正被武帝所寵，武帝辨說：“鹿觸殺之”，(《漢書·李廣蘇建傳》)對此事也就不了了知。
點評：李廣壹生皆在邊關戍敵，與匈奴七十余戰，以驍勇善射、智謀超群著稱，匈奴聞其名則遠而避之，不敢與其相戰，堪稱不戰而屈人之兵。李廣治兵寬緩不苛，與士卒同甘***苦，深受邊關軍民的愛戴，在歷代的邊疆士兵中都有著崇高的威望，是壹位“才氣天下無雙”的將軍。唐朝時期，有不少詩句用以歌頌李廣，如王昌齡《出塞》，盧綸《塞下曲》，高適《燕歌行並序》等。
司馬遷在《史記》中評價李廣：“《傳》曰‘其身正，不令而行，其身不正，雖令不從’，其李將軍之謂也？余睹李將軍悛悛(《漢書·李廣蘇建傳》為恂恂)如鄙人，口不能道辭。及死之日，天下知與不知，皆為盡哀。彼其忠實心誠信於士大夫也！諺曰：‘桃李不言，下自成蹊。’此言雖小，可以喻大也。”孔子稱“誌士仁人，有殺身以成仁，無求生以害仁”。
李廣之功績，或許不如衛青、霍去病二人，然王昌齡《出塞》“但使龍城飛將在，不教胡馬度陰山”壹句中，只提飛將軍，而不提大將軍、霍驃騎，何也？