根据史料记载，李夫人出身一个普通家庭，她的父母都是歌舞方面的艺人，她的哥哥名叫李延年，受父母的影响也擅长歌舞，后来李延年犯法被判处宫刑，送入宫中为皇室养狗，由于善于歌舞渐渐出了名。
有一次汉武帝观看李延年的歌舞，当时他唱了一首：“北方有佳人，风姿绝世，亭亭玉立，回眸一望能倾覆城池，回首再望能倾覆国家，岂不知倾城倾国的祸患，只因为佳人难再得！”汉武帝听得入迷了，感叹说世上怎么会有唱歌如此好听的人，可惜你是一个太监，如果要是一位女子该有多好啊。
在一边陪伴的平阳公主听了之后，笑着对汉武帝说：“李延年有一个妹妹，也擅长歌舞。”汉武帝大喜，立刻下旨将李夫人接到了宫中，之后又封其为夫人，深得汉武帝宠爱。李夫人虽然生前没有被封为皇后，但她却在死后被追封为皇后，配享汉武帝的宗庙。
相传李夫人死之前久病在床，有一天汉武帝前去探望李夫人，她却用被子蒙住头不见汉武帝，并对皇帝说出了自己的理由：“臣妾久病在床，面容憔悴，不敢在面见皇上，以免惊到圣驾。”汉武帝对此不以为然，还是想见李夫人一面，说要听她交代后事。李夫人仍然不肯相见，说只有儿子、兄弟希望陛下之后照顾，其他没有后事要交代。
此时汉武帝已经有些不高兴，带有怒意的说：如果夫人不肯见我，我将来怎么照顾你的兄弟，授予他们高官厚禄呢？李夫人并没有被吓到，她淡定的回答，陛下是天子，我的兄弟能不能高官厚禄都在陛下，与能否见臣妾一面没有任何关系。于是汉武帝生气的走了。
为什么李夫人临死之前不肯见汉武帝呢？史书中记载这是李夫人在为自己的兄弟着想，尤其是贰师将军李广利。李夫人心里明白，自己得宠是因为擅长歌舞，容貌美丽。久病之后的自己已不能跳舞，而且面容憔悴。她不想给汉武帝留下不好的一面，如果皇帝心中的自己永远是光鲜亮丽的形象，那么今后他会经常思念自己，只有这样才能照顾我的兄弟。如果见到我容貌毁坏，颜色非故，一定会厌恶抛弃我，还怎么会记得怜悯录用我的兄弟呢！
