李栖筠系西祖李隆第十代孙,其祖父时已衰败,无人为宦。栖筠少年丧父母,孤苦零丁,但却自幼爱读书,文章“劲迅有体要”。由于丧母之痛,养成了庄重寡言、不妄交游的特点,但因有才,被乡里看重。其本族中有一位大文豪,即是作“祭古战场文” 的李华,开元二十二年(735)已考中进士,天宝年间为监察御史, 年龄较栖筠为长,特称赞李栖筠有王佐之才,因此士人多主动与其交往。在李华多次动员下,李栖筠参加了科举考试,结果高中进士,初任冠氏县主簿,其上司是太守李岘,也非常看重他,与他倾心相交。不久他又升迁,任安西节度使封常清的节度府判官。封常清足智多谋,亦爱人才。这时爆发了安史之乱,封常清被召到洛阳募兵抗击安禄山,临行之前,推荐李栖筠为监察御史、行军司马。这时的李栖筠人望已高,又小有兵权,所以当唐肃宗在灵武即位,发诏勤王时,他得以率精卒7000赴难勤王。时肃宗在灵武,文武官员不足30人,正用人之际,李栖筠到达,因功升为殿中侍御史,成了朝官,这是其发迹的关键一步。
肃宗即位,任命李岘为扶风太守兼御史大夫,759年又任宰相。李岘任职,在长安、洛阳两京收复后,对陷入安史贼人手中的大臣予以清理考评,任李栖筠为详理判官。李栖筠总是认真清理,分析情节轻重及原因,处理恰当,对李岘执政安定民心起了积极作用,故其名声极佳,升任为吏部员外郎,负责选举之事。由于战乱之后官员档案丢失严重,伪冒者也层出不穷,李栖筠判断有条理,号为神明。升迁至山南防御观察使,刚上任,又碰到李岘得罪了权臣李辅国被罢相,受李岘牵连,李栖筠降职为太子辅导官,任太子中允,不久调为河南令。但因李栖筠名声好,所以后来被抗击安史之乱的名将李光弼聘为行军司马兼粮料使。
李栖筠在李光弼幕府处任职不长,又被朝廷取用,由绛州刺史擢任给事中,又升任工部侍郎。这时关中地区豪强在郑渠、白渠上游设碾磑的愈来愈多,达百余所,从而影响了农田灌溉,这是个唐初以来的老问题,朝廷能吏抓一下,便拆除一大批,使人民得灌溉之利,不抓,则碾磑增多,人民遭殃。李栖筠下令拆毁碾磑,从而使关中得灌溉之利,民人增加收入,国家多收租税,朝野皆希望李栖筠做宰相。但当时的相臣是元载,他对李栖筠妒嫉莫深,竟利用职权外放李栖筠为常州刺史。到常州前夕,常州闹大旱灾,编户齐民死者道路相望。李栖筠到任,马上组织人力疏通河渠,引水灌溉.第二年便大丰收。常州有大盗张度占据山寨,祸乱百姓,官府多年征讨,一直未消灭,李栖筠到任,发兵卒捕获斩首,其余党亦全部消灭,乡里之间从此安宁。
李栖筠刚正处世,即使对权臣元载亦是如此。元载有文才, 又博览诸子和史书,与宦官李辅国友善,受李辅国举荐,肃宗时为宰相,至代宗时依然为相。李辅国死后,又与宦官董秀相结,时宦官鱼朝恩骄横震主,元载与唐代宗密谋杀之,自此恃功自傲, 得意忘形,生活日趋奢靡,妻戾子骄,恣为不法,门庭之内,皆其党羽,平素之友,皆疏而弃之,有上书暴其恶者,立毙于公府,由此道路以目。代宗多次劝诫,但元载仍我行我素,于是代宗便想引用刚直大臣,以限制元载的权力。正巧御史大夫敬括去世,便提名从李栖筠与河南尹张延赏二人中择一代替敬括,张延赏离京师较李栖筠近,故先至京师,于是由张延赏代替敬括为御史大夫。这时殿中侍御史李少良列举元载不法之事,上书弹劾元载, 代宗在下令稽查的同时,将李少良留在禁中保护起来。但将此事交给张延赏时,张延赏怕事,称病不敢勘査。李少良上书之事,曾告其友陆珽,陆也同意,是李少良上书与谋者之一。但陆珽又与元载部分党羽交厚,将此事泄露,元载询问陆珽,陆承认并交待李少良在禁中,按律,大臣不得留禁中,于是元载便以泄露禁中语将李少良、陆珽判为死刑。代宗对此大失所望,便外调张延赏为淮南节度使,任用李栖筠为御史大夫。与权臣斗争是一场生死之斗,皇帝要杀权臣,权臣左右朝廷,必须秘密进行,讲究策略,以免引起动乱,祸乱朝廷。李栖筠任御史大夫的任务就是抓住元载罪证,以治其罪,然而元载许多事情又与皇帝相连,许多贪婪行为又是社会之通病,要抓其罪证,还必须洗清皇帝,又不能打击一大片,这绝非易事,李栖筠小心谨慎地处理此事。元载的亲信岭南节度使徐浩、京兆尹杜济、吏部侍郎薛邕拉拢考核非优的侯莫陈怤,以优等名义提拨侯莫陈怤为长安尉,李栖筠知侯莫陈怤考核非优,便査找其弊,询问侯莫陈怤,侯莫陈怤无法否认,只好承认非优,是徐浩、杜济、薛邕所引用。李栖筠又查得徐浩在岭南曾以宝货若干贿赂过元载,于是上书弹劾徐浩、侯莫陈怤等。代宗畏于元载势力,不敢下决心,正巧碰上月蚀,李栖筠以这是上天警告不得以私行天下为由,劝代宗主持正义,于是代宗下令,将徐浩、侯莫陈怤等贬官。李栖筠正直无私,上书又详尽条理,朝中威望很高,代宗几次想任用为相,却因怕元载反对而未动,但是凡有要事,却秘密私访李栖筠,以有所补益。李栖筠看到皇帝既信任自己,又怕元载,感到非常忧虑,竟忧虑成疾而亡。时年58岁。至大历十二年(777)代宗才下令逮捕元载,迫令自杀。
李栖筠自幼喜读书,在各处为官亦重视教育。在常州任刺史,先修水渠,使农业大丰收,然后大起学校,在堂上画“孝友传” 教育学生,劝人学经书,因治行优,老百姓为之刻石颂德,皇帝赐银青光禄大夫。在浙西任团练观察使,先治理社会秩序,然后增设学校,聘请名儒为学官,并且亲自讲经,使远近之人都来投学, 生徒达数百人。
李栖筠忠于职守,讲究修养。唐朝有个习惯,每次科举考试之后,皇帝在曲江宴会请百官,耍杂技,伶人演出,李栖筠任御史大夫期间,认为御史应讲究严肃认真,不宜参与此事,于是不与此宴,从此又成为唐朝的一个制度。李栖筠闻他人指出个人缺点则喜,又乐于对有关善行者奖励。因此,为天下士人所推重。正因为李栖筠个人德行高,又重经学,故其子李吉甫能成才。