李四光原名李仲揆，1889年10月26日出生于湖北省黄冈县一个教师家庭里。父亲李卓侯先生是个出了名的好塾师，他教书认真，非常爱护学生。李先生的先祖原姓“库里”，是蒙古族人。由于家境贫寒，无法生存，先祖从内蒙那边讨饭南下，流落到湖北黄冈回龙山，与汉族兄弟们居住在一起，和睦相处，后来改为“李”姓。李四光排行老二，父亲给他取名叫“仲揆”。小仲揆天资优厚，聪明可爱，咿呀学语时就抱着父亲的书本好奇地翻着瞧着，父亲高兴极了：“好小子，爱念书太好了，为父会满足你的！”在儿子两三岁时就开始教他识字，小仲揆记性很好，进展很快，四五岁时肚里就装进了两千多汉字，还有不少唐诗宋词和童话故事。
小仲揆是个好动脑筋的机灵鬼，凡是新鲜东西他都爱靠上去瞅一瞅，歪着小脑袋想一想，非得琢磨出其中的“奥秘”来不可，当“弄清所以然”之后，他就自己动手去设计、去制造。旧时过大年，特别是元宵节，不论富户还是穷家，家家门前都挂个大红的门打，到了晚上更热闹，大半的小孩差不多人人手里总提着个点蜡烛的花灯。一般孩子只是到时候要个灯笼来比好看，凑热闹，而五岁的小仲揆却另是一番做派：他在节前就坐在屋后亲手制作灯笼，先将竹子割成篾片，再将篾片刮成丝条，按照自己的设计，别出心裁地编扎成他想象的神话人物如孙悟空、猪八戒、哪吒、或各种动物如牛、羊、马等，而后再糊上红色、粉色的彩纸，还自己用毛笔在上面写个“福”字。过节的晚上，一排灯笼串挂在门口，点上蜡烛后，真是五花八门，异彩纷呈，吸引着左邻右舍的孩子前来观看，连大人们都为他的聪明和好手艺感到惊讶。
李四光父亲是教书先生，没有时间照顾家里，家里的活全落在母亲一个人的肩上。那时候，生产技术很落后，人们吃的米不是用机器来去皮，而是要全靠人力。一家人吃的米全靠母亲一个人来踩踏板舂米，每当听到“咚、咚”的声音，小李四光就知道是母亲又在舂米了，每到这个时候，他就会放下书本跑过去对母亲说：“我也来！”
可是，踩沉重的石杵踏板即使对大人来说也是一件很费力的事情，更别说小小的李四光了，他只能踩几下就踩不动了，只能让母亲来踩。看着母亲累得汗流满面，可是自己又帮不了，小李四光很心疼又很着急，不知道自己该怎么办。
一天，他从外面找来了绳子，绑在了石杵的另一头，然后自己站在踏板上，拉着绳子的一头，当往下踩踏板时，也用力拉绳子，这样石杵就动起来了，而且比以前省力多了。母亲看着在踏板上的像个小大人的儿子又是欢喜又是心疼。
这种爱动脑筋、喜欢思考的习惯伴随了李四光一生，他以后的任何一项发现与成功，都离不开这样的好习惯。
六岁的小仲揆在私塾读书，没有辜负父母的期望。他虚心好学，勤奋刻苦，白天听先生讲课，晚上跟哥哥一起在灯下做作业，背古文诗词，在同龄的孩童中，他的成绩总是最优秀的。
小仲揆渐渐长大了，志向也越来越高远了。听说武昌城里的高等小学堂，课程多种多样，除了学习诗词古文外，还有算学、地理、体育、美术，以及许多有趣的手工技术活动，他心里十分向往。
1902年秋，李仲揆在父亲的鼓励下，从回龙山赶到武昌高等小学堂报名。路上，他坐着小船，看到帝国主义的军舰耀武扬威，横冲直撞，便说：“他们这么欺负人，就没人管吗？”那船老大说：“他们在军舰上支着大炮，清政府都不敢管，咱老百姓哪管得了？”到了汉口，他看到城里有的建筑很古怪，便对船老大说：“这房子怎么这样古怪呢？”“听说那是帝国主义的租界，连住在那边的中国人都由他们管。”船老大说。
帝国主义的侵略魔爪，深深刺痛了少年李四光的心。他立志要考上高等小学，学好本领，将来为中国人争气！
他匆匆忙忙赶到学堂，可因慌忙，不小心把报名表填错了，把年龄填在了姓名栏里。他填的是十四，猛抬头看见大厅挂着的横匾“光被四表”，灵机一动，便又添上“光”字。这便成了他的终身姓名“李四光”。
入学后，他怀着科学救国的理想，刻苦用功，接连几年都是全校第一。由于成绩优秀，毕业后他被保送到日本留学。
到了日本，李四光考入大贩高等工业学校造船专业。他期望有一天，亲手建造兵舰轮船，把外国强盗赶出中国去。李四光剪掉了象征民族耻辱的辫子，发奋学习，像海绵那样吸收新的科学知识。
到达日本后，他进入东京弘文学院普通科，首先是学习日语。儿时的理想，民族的需要，使他产生了极高的学习热情。日语关顺利通过后，他进入大贩高等工业学校学习造船专业。
在日本留学期间，他遇到了孙中山、黄兴、宋教仁等革命先驱，受到革命理论的教育和爱国激情的鼓舞，他刻苦学习，努力拼搏，并且时刻关心着祖国命运和民族前途，积极参与救国活动，参加了在东京赤贩区召开的中国同盟会筹备会，成为了最年少的创始会员。孙中山先生拍着李四光的肩头赞扬说：“你年纪这样小就要革命，很好，有志气。”并亲笔给他题赠：“努力向学，蔚为国用。”孙先生的教导和期望，成了他日后为救国强国而奋斗终身的力量。
李四光从日本学成回国后，一边在武昌一所工业学校任教；一边参加孙中山领导武昌起义，并提任要职。
然而，篡夺了军政大权的袁世凯等排挤革命党人，清王朝的臣仆摇身一变为国民政府的官员，照旧作恶，对外丧权辱国，对内欺压百姓，他们无意“实业强国”，甚至嘲笑“科学强国”。于是，李四光愤然辞职，决心“再读10年书，准备一份力量”，以等待好时机的到来。
1911年，李四光怀着“科学强国”之志进入了英国伯明翰大学，先学采矿技术，后来觉得中国当前最需要的还是寻找矿产资源，所以又改学地质学。他在英国利用一切办法寻找关于中国地质情况的资料，一是自己研究需要，一是为回国后备用。经过广泛收集资料和精心研究，他撰写的题为《中国之地质》的毕业论文，博得一致好评，顺利获得自然科学硕士学位。
李四光学成后立即赶回祖国，接受北京大学校长蔡元培之聘，担任北京大学地质系教授。他坚持理论结合实际，并把考察山河读“自然书”放在教学首位。他亲自率领学生先后在河北省沙河县及山西大同盆地实习考察，当发现“第四纪冰川”遗迹时，他兴奋得跳了起来。
因为长期以来，国际上一直认为“中国无第四纪冰川”。所以，当他亲眼发现“第四纪冰川”遗迹时就感到无比兴奋。此后，为了进一步获得证明，他踏遍祖国大江南北，先后考察了太行山的东麓、大同盆地、杨子江流域，他几上庐山，发现枯岭西谷的一块巨石矗立在另一块巨石之上，并得出庐山是“中国第四纪冰川的典型地区”的结论。他在考察黄山、九华山、天目山时，又发现了比较典型的冰蚀地形和冰川堆积泥砾剖面，还在黄山找到了冰磨条痕，他的题为《安徽黄山之第四纪冰川》发表后，一举推翻了“中国无第四纪冰川”的错误论断。
1947年7月，他代表中国出席第18届国际地质大会，第一次应用他创立的地质力学理论，作了题为《新华夏海之起源》的学术报告，引起了强烈反响。新中国成立后，在毛泽东主席的重视下，李四光的科研事业如日中天，他担任了国家科技、教育部门的重要领导职务，做出了巨大贡献，使得中国地质学在国际上亮出了一面旗帜。他以他的“地质力学”理论，考察和分析我国地质结构，为我国找到稀有金属做出了重大贡献，李四光是我国功勋卓越的地质学家和“地质力学”的创始人。
1971年，李四光逝世，享年82岁。