少年好學，頗能屬文。始封梁郡公。唐高宗時，四遷益州大都督府長史。武后擅國，入為左衛將軍，非常寵遇。684年，徐敬業起事，朝廷以李孝逸為左玉鈐衛大將軍、揚州行軍大總管，帥師南討，敬業大敗。李孝逸克揚州，敬業敗死。以功進為鎮軍大將軍，徙封吳國公。

武承嗣忌恨他，以讒言，遷其為施州刺史。又向武后誣告他謀反，因其有功，免死，流放海南島的儋州，不久去世，按《新唐書·則天皇后紀》則係被處死。景雲（710年至712年）初年，追贈金州大都督。