李光弼自幼就严正刚毅，他喜欢读《汉书》，擅长骑射，显露了非同一般的资质。
他的父亲去世，他按照礼节守孝，终丧不入妻室，显示了他表里如一的性格。天宝五年，他被河西节度使王忠嗣提拔为兵马使，充赤水军使。
王忠嗣慧眼如炬，对别人说道，“日后能代我统兵的必然是李光弼”。天宝十三年，朔方节度使安思顺表奏李光弼为副使，知留后事。李光弼出类拔萃，安思顺十分喜爱，
想把自己的女儿嫁给他，李光弼不想趋炎附势，借口自己有病，推脱了这门婚事。
陇右节度哥舒翰素来与安思顺不和，听说了李光弼拒婚的事，就表奏李光弼入朝做了武官。
安史之乱爆发了，天宝十五年（公元756年），在郭子仪的推荐下，李光弼被朝廷任命为河东节度副使，参与平叛。他带领五千朔方军与郭子仪会合，东出井陉（今河北井陉西北），
收复常山郡(今河北正定)。叛将史思明率领数万兵卒赶来支援常山，李光弼大破叛军，先后收复九门（今河北藁城西北）、赵郡（今河北赵县）等地，因功升为范阳长史、河北节度使。七月，在嘉山（今河北曲阳境内）大破史思明部，
斩首万余，俘虏四千，史思明狼狈逃窜，披散着头发、光着脚板逃往博陵（今河北定县）。李光弼进围博陵，唐军声威大振，河北十余郡县纷纷杀掉叛吏重归大唐，大半河北郡县被唐军收复。
在连连大捷的形势下，李光弼清醒地认识到，敌人锋芒正锐，应该端掉范阳这个安禄山的老窝，“揠贼根本”。
不料形式急转而下，哥舒翰潼关失守，长安门户大开，唐玄宗手足无措，领着儿孙逃往蜀地，长安落入了叛军的手中，留在长安的王孙公主被叛军切瓜砍菜般地杀害，一时间，血雨腥风，惨不忍睹。
太子李亨灵武即位，是为唐肃宗，遥尊唐玄宗为太上皇。李光弼被授予户部尚书、同中书门下平章事，提兵五千入驻太原。
当地的节度使王承业荒于军政，侍御史崔众成为事实上的一把手，他和王承业本来是上下级关系，在王承业面前却没有半点规矩。
在皇帝的诏令被宣读以后，崔众本该把所部兵马全部交给李光弼，可他就是不办，见李光弼只是长揖，李光弼火了，既然崔众自己撞到枪口下，
他决定杀崔众立威。崔众被抓起来了，朝廷的中使也赶到了，要任命崔众为御史中丞。李光弼将在外，君命有所不受，他对中使说道，“崔众有罪，已被关押，现在要处斩的，是侍御史崔众。
如果你宣诏拜他为御史中丞，我就杀御史中丞崔众”。中使害怕了，不敢拿出诏书，崔众就在军中被斩首，李光弼至此威震三军，令出必行。
唐肃宗至德二年（公元757年），史思明、蔡希德等人率叛军十多万人进攻太原(今太原西南)，当时李光弼所部的精兵都被征调到朔方军去保卫唐肃宗，李光弼手下连一万人都不到。
众人眼看叛军将至，都建议加固城防，以利坚守，李光弼说服了大家，“环城有四十里，
工程浩大，而敌人转眼就到。到时大家精疲力竭，如何能够抵御史思明的叛军”，但是，李光弼并不是消极等待，他为叛军准备了二百人才能挽动的巨型抛石车。叛军进攻了，巨石象冰雹一样砸向叛军，叛军伤亡惨重，一下损失了一、二万的兵力。
史思明苦思苦想，想出应对之法，他让士兵建造飞楼，用木幔围住，飞楼上堆土成山，以此作为攻城利器。李光弼精通兵法，焉能不知，他指挥士兵把地下挖空，土山沉重，
顿时崩塌。史思明又出一招，他在城下举行宴会，让戏子上台表演唐玄宗，意在打击唐军的士气。不料李光弼早就叫人挖了不少地道，
与史思明打起了地道战，奇兵从地道出来，戏子从地道被抓走，很快，戏子的脑袋被唐军丢下了城墙，史思明吓坏了，他的牙帐赶紧搬迁，
叛军退走的时候，眼睛都紧盯着地面，生怕自己也会掉下去，脑袋被唐军搬家。
狠招一步接一步，唐军又把史思明大营的地下挖空，再用木头撑住，表面上不露痕迹。
李光弼以城中粮尽为理由，派人向史思明诈降，数千人的部队出城了，领头的是一个手持白旗的唐军将领，叛军集结队伍，举行欢迎仪式，突然间，地道内的支撑木抽掉了，地面塌陷，
数千叛军被埋进了土中，城上城下的唐军大声鼓噪，骑兵趁势杀出，一举俘斩上万人。史思明胆战心惊，一筹莫展，他知道遇上了平生劲敌。
此时，安禄山已经被逆子安庆绪所杀，史思明受诏命去守范阳，叛军由蔡希德统领，继续与李光弼周旋。李光弼挑选了一支敢死队，
个个武艺高强。他身先士卒，冲锋在前，率领敢死队与叛军进行了殊死搏斗，
一举歼敌七万，缴获军械辎重不计其数，至此，李光弼这个名字威震天下，他被朝廷进封为司空和郑国公，“食实户八百”。
至德二年九月，十五万唐军在郭子仪的指挥下，在长安城南香积寺北与十万叛军进行决战，唐军在四千回纥骑兵的帮助下，将安军斩首六万人，收复长安，至德二年十月，唐军乘胜追击
，在新店大破安军十五万人，收复洛阳，形势一片大好，安庆绪逃到邺城(今河南安阳)，苦等史思明的援军。唐军进围邺城，史思明