李元吉，本名李劼，小名三胡，陇西郡成纪县人，唐朝宗室大臣，唐高祖李渊第四子，母为太穆皇后窦氏。为人骁勇，猜鸷骄侈，擅长马槊，晋阳起兵时，领军留守太原，册封姑臧郡公。唐朝建立后，授并州都督，进封齐王。刘武周南侵并州时，逃归长安，参与东征王世充、平定刘黑闼，屡立战功，历任上柱国、司徒兼侍中、左卫大将军。唐朝初年的夺嫡斗争中，支持隐太子李建成，交接后宫势力，暗中刺杀李世民。发生玄武门之变，随从隐太子李建成一同遇害，时年二十四岁。
李元吉出生时，母亲窦皇后厌恶他的长相，不愿意抚养，命令家人将之抛弃，侍女陈善意偷偷将他抱回，秘密抚养，等李渊回家禀告了他，方才使得李元吉没有夭折在襁褓之中。然而陈善意的善举却未得善报，反而因事被李元吉处死，李元吉后悔了，私谥慈训夫人。李渊担任太原留守，只将次子李世民带往太原，长子李建成、李元吉、五子李智云等都留在河东郡。
李渊起兵反隋，李渊派密使去河东召唤诸子，李建成和李元吉潜回太原，十四岁的李智云却被留下。李渊占领长安后，授任李元吉为太原郡守，封姑臧郡公，不久进封齐公，总领十五郡诸军事、镇北将军、太原道行军元帅。唐朝建立后，进爵齐王，授任并州总管。
刘武周向南进攻汾州、晋州，李渊诏令右卫将军宇文歆协助他镇守并州。李元吉爱好打猎，装载罗网的车子就有三十多辆，他曾说“我宁可三天不吃东西，不能一天不打猎”，还放纵他身边的人掠夺百姓的财物。宇文歆多次劝阻但是不听，就向高祖呈递奏表说：“齐王在并州，经常穿上便装出城，和窦诞一起游乐打猎，践踏农田庄稼，放纵身边的人，公开掠夺百姓的财物，境内的家禽家畜，几乎被他们抢光。他站在大路中间放箭射人，观赏人们躲避，作为娱乐。把兵卒分成左右两方，做打仗游戏，直到互相殴斗砍杀，造成伤残甚至死亡。夜晚敞开府门，到别人家里公然干些淫猥勾当，黎民百姓怨恨，都是满腔愤怒，凭着这种状况守城，怎么能够守住！”李元吉终于获罪免职，他又婉转地动员当地德高望重的老人进京为他求情，不久恢复了官职。
当时，刘武周率领五千名骑兵到了黄蛇岭，李元吉派遣车骑将军张达带领一百名步兵先去试探，张达嫌人太少，坚决要求不去，李元吉强行派遣，一到黄蛇岭就被杀光。张达愤恨恼怒，就为刘武周当向导攻克了榆次县城，进逼并州，李元吉十分恐慌，欺骗他的司马刘德威说：“您带着年老体弱的人员守城，我带上身强力壮的将士出城作战。”乘着夜晚部队出城的时机，他带上妻妾丢下军队逃回了长安，并州很快失陷。
李渊满腔怒火，对礼部尚书李纲说：“元吉年轻，还不熟悉军政事务，所以派窦诞、宇文歆协助他，精壮人马好几万，军粮预拨了上十年，我举义旗打江山的发祥地，眨眼之间就丢了。宇文歆带头提出这种计策，我要杀掉他。”李纲说：“得亏宇文歆才让陛下没有失去爱子，我认为他有功。”高祖询问原因，李纲回答说：“罪过出在窦诞没有规劝齐王，致使士卒百姓怨恨愤怒。再说齐王年轻，肆无忌惮地干骄横放纵的事，放纵身边的人，掠夺百姓的财物。窦诞不曾劝谏制止，却放任包庇他，所以造成了祸根，这是窦诞的罪责。宇文歆论感情要疏远些，接近他的时间又短，齐王的过失，他已全部禀奏过了。何况是父子间的事情，别人不好说话，但宇文歆却说了，难道还不忠诚？现在要追究他的罪责，不会使他心服，我认为很不恰当。”第二天，高祖请李纲进宫，让他坐到自己身边，说道：“现在我有了您，刑罚就不会失去分寸。元吉自己作孽，跟别人结下了怨恨，宇文歆曾上表禀奏，窦诞还怎能制止，都不是他们的罪错。”不久任命李元吉为侍中、襄州道行台尚书令、稷州刺史。
李元吉随秦王李世民，围王世充于东都洛阳，窦建德率军来援。李世民率以精骑到虎牢迎战，留李元吉与屈突通继续围困洛阳。史载有两次战斗，一次王世充出兵拒战，李元吉设伏击之，斩首八百级，生擒其大将乐仁昉；另一次唐军败绩，行军总管卢君谔战死。东都平定后，李世民和李元吉都因功受赏，李元吉加司空，加赐衮冕之服、前后部鼓吹乐二部、班剑二十人、黄金二千斤。
窦建德部将刘黑闼反唐并夺取窦建德故地，李世民和李元吉前去平定，李世民于次年春击败刘黑闼，迫使其逃往东突厥，兄弟俩攻打鲁王徐圆朗，李世民回长安，留李元吉对徐圆朗作战。但刘黑闼从突厥返回复夺窦建德故地，李元吉不能制止。李元吉被任命为左领军将军、并州大总管，奉诏再次征讨刘黑闼，在魏州击败了刘十善，率军随太子李建成进兵昌乐，剿灭了刘黑闼。
李元吉后来跟李建成联合算计李世民，分头招募勇猛死士，收容逃亡罪犯，还勾结后宫妃嫔，挨个儿奉承，又重金贿赂中书令封伦作为帮凶，从此，李渊疏远李世民，偏爱李元吉。李世民曾经陪同唐高祖到齐王府，李元吉让自己的护军宇文宝潜伏在卧室，准备暗杀李世民。李建成担心不能成功就制止了，李元吉气愤地说：“只是为大哥着想而已，对我有什么相干！”
李元吉随李世民屯驻于豳州，防御突厥。因突厥屡屡入侵，李渊想烧毁长安，迁都樊城，李建成、李元吉、裴寂全都同意，秦王李世民坚决反对，迁都未能实行。后来，李世民到东宫赴宴，回来之后“吐血数升”，唐高祖来看望他，并对李建成说：“秦王不能喝酒，以后不要再请他喝酒了。”高祖想派李世民进入洛阳，避免兄弟进一步冲突，李建成和李元吉交换意见后，认为：这会使李世民在洛阳建立自己的势力，提出反对，李渊没有这么做。
李渊准备到太和宫去避暑，李世民、李元吉应当陪同，李元吉对李建成说：“等我到了太和宫，就派精悍的将士抓住他。把他关进地窖，只开一个洞口递送食物。”恰逢突厥的郁射设统率军队驻扎到黄河南岸，围攻乌城。李建成就推荐李元吉代替李世民督率军队北伐突厥，照旧命令秦王府的猛将秦叔宝、尉迟敬德、程知节、段志玄等人一起出发。还调来秦王府的士卒花名册，挑选精兵强将，准备夺取秦王府的人马来充实齐王府。还在李渊面前诬陷杜如晦、房玄龄，将他们赶回了家。李渊明知是他们的阴谋却不制止。
李元吉乘势秘密请求除掉李世民，李渊说：“秦王立有平定天下的功勋，罪行还没有暴露，要是杀他，凭什么理由？”李元吉说：“秦王经常违抗诏令。刚刚平定洛阳时，骄横傲慢踌躇满志，不愿赶紧回京，分赏财物，树立个人恩德。违背抗拒到这种程度，难道不是叛逆？只管赶快杀掉，不愁没有理由！”李渊没有应声，李元吉就退出去了。
李建成对李元吉说：“已经夺取了秦王的精锐部队，你统帅着几万兵众，我和秦王到昆明池，在那里为你饯行，命令勇士把他折杀在帷幕后边，就说是暴病死去，估计父皇不会不信。我再派人劝说父皇，要他把朝政交给我。登位以后，把你立为皇太弟。尉迟敬德等人已经落到你的手中，到时活埋掉，谁敢不服？”率更丞王晊听到这个阴谋，秘密报告李世民。李世民召集府中官吏们讲了这事，他们都说：“大王您如不决断，江山就不属大唐了。如果让建成、元吉的罪恶阴谋得逞，那伙小人得志，元吉凶狠暴戾，终究不会侍奉建成。以前护军薛宝向元吉呈递的符箓说：‘元吉二字合起来就是唐字。元吉得到符箓高兴地说：‘只要除掉秦王，夺取太子之位易如反掌。’挑起内乱还没有成功，就打好了互相争夺太子的主意。凭着大王您的威望，除掉建成、元吉如拔小草。”
李世民迟疑不决，众人又说：“大王您认为虞舜是位什么样的人？”李世民说：“他智慧深邃，才华横溢，温和谦恭，公正诚实，当儿子孝顺，做君主圣明，怎能随便评论他老人家呢？”众人说：“假使他淘井出不来，像鱼鳖一样淹死，怎能成为孝子呢？填塞仓库裂墙时下不来，就被烧成了灰烬，怎能成为圣君呢？忍受小棍敲击，避开大棒拷打，的确是有谋略的。”李世民于是下定决心除掉李建成和李元吉。这一夜，李世民向李渊弹劾李建成、李元吉与继母尹德妃、张婕妤通奸偷情，淫乱后宫。李渊下令次早召见李建成、李元吉，计划召集宰相裴寂、萧瑀、陈叔达来核实李世民弹劾的内容。
李世民在长安城宫城玄武门发动兵变，李建成、李元吉来到临湖殿，察觉到了变化，立即掉转马头，准备向东返回东宫和齐王府。李世民跟在后面呼唤他们，李元吉心虚，先张弓搭箭射向李世民，但由于心急，一连两三次都没有将弓拉满，箭没有射中。李世民却搭弓射向李建成，将他射死了。尉迟恭带领骑兵七十人相继赶到，他身边的将士用箭射中了李元吉，李元吉跌下马来。可就在此时，李世民的坐骑受到了惊吓，带着李世民奔入玄武门旁边的树林，李世民又被林中的树枝挂住，从马上摔下，倒在地上，一时爬不起来。李元吉迅速赶到，夺过弓来，准备勒死李世民，就在这时尉迟恭跃马奔来大声喝住了他。李元吉知道不是对手，赶紧放开李世民，想快步跑入武德殿寻求李渊庇护，但尉迟恭快马追上他，放箭将他射死了，终年二十四岁。
李元吉五子：梁郡王李承业、渔阳王李承鸾、普安王李承奖、江夏王李承裕、义阳王李承度，一起株连被杀。李世民即位后，才将建成、元吉以礼改葬，追封李元吉为海陵郡王，谥号为剌，以礼改葬。又追封巢王，谥号如故，复以第十四子曹王李明为李元吉之后。