1926年11月24日，李政道生于上海，祖籍江苏苏州。依祖籍李氏“沾赐堂”家谱“子应骏，道中善，乐为本，义永守”属其中“道”字辈。名“政道”，由祖父取定。

1935年，李政道就读于上海私立清心中学附小，后因日军占领上海而未能完成学业。

1938年，13岁的李政道转入苏州东吴大学附中（现为苏州木渎中学）。

1942年，夏，李政道到达赣州招待所,饱受急性疟疾、痢疾、疥疮等疾病及饥饿冻冷之苦。病愈后进入江西赣县基督教联合中学学习。因学校缺少教师，李政道自学高中及大学教材，与同学切磋，并受学校委派担任低年级的数学、物理老师。他未毕业即离赣州到至贵阳考试。

1943年，李政道辗转从江西经广东、广西赴贵州以同等学历报考浙江大学,被录取入电机系，开学前转入物理系，在贵州湄潭的永兴场上课。当时，浙江大学驻地很分散，校长竺可桢在贵州遵义，教授王淦昌、束星北在贵州湄潭。李政道得束星北教授每周由湄潭赴永兴场作半日指导。

1945年夏，李政道赴昆明经考试进入西南联合大学。由姑父杨管北转托友人梁大鹏写介绍信给吴大猷教授，得吴教授指导。

1946年，李政道在恩师吴大猷、叶企孙的推荐下赴美留学。大学二年级的李政道实际水平已经超过大学毕业生。鉴于李政道在中国只念了两年的大学，密歇根大学并不愿意接受他。几经周折，1946年秋，大学二年级的李政道成为了芝加哥大学物理系的研究生。

1948年春天，李政道通过了芝加哥大学博士资格考试，费米教授正式接受李政道为自己的研究生，指导他攻读博士学位。

1950年6月，李政道获芝加哥大学博士学位。同年与秦惠䇹结婚。

1950年1-8月，在芝加哥大学约克斯(Yerkes)天文观察站任研究员。

1951年，李政道提出水力学中二维空间的流体没有湍流，其论文《二维液体和三维液体的湍流的差异》对气象预报的计算产生了重要影响。同年，李政道转至普林斯顿高等研究院工作，与杨振宁共同发表论文，首次给出不同热力学函数的严格定义，推翻了迈耶、波恩等人建立的相变基本观念，标志着统计力学对相变问题严格处理的新开端。著名的李-杨单元定理也是在这一时期得到证明的。

1952年，李政道与洛、派恩斯合作，完整解决了极化晶体中的极化子问题，这一工作直接启发了1957年巴丁、库珀和施里弗提出BCS理论，三人也因此获得1972年诺贝尔物理学奖。

1953年，李政道进入哥伦比亚大学任教，任物理系助理教授。这一年，李政道解出场论中的盖尔曼-洛重整函数关系方程式，将这个解用于量子色动力学即可解释夸克禁闭。

1954年，李政道发表论文，提出关于量子场论中的可解模型，被称之为“李模型”。这一模型推动了量子色动力学的发展，对场论和重整化研究有很大的作用和影响。次年，李政道即任哥伦比亚大学副教授。

1956年，29岁的李政道成为该校200多年历史上最年轻的正教授。

1956年李政道与杨振宁合作完成论文《弱相互作用中的宇称守恒质疑》。

1957年，李政道与杨振宁提出二分量中微子的理论，对宇称不守恒作出了定量的预言。同年，李政道和杨振宁还对量子统计力学进行了新的开发。至1960年为止，他们和黄克孙研究了玻色硬球系统的统计，建立了统计物理中多体问题通用的理论框架，发现有相互作用的玻色系统可以导致超流现象，从而对氦2的奇特性质有了进一步了解。

1957年5月5日，李政道荣获1957年爱因斯坦奖科学奖。

1957年10月，李政道因发现弱作用中宇称不守恒，与杨振宁共获诺贝尔物理学奖。

1959年李政道倡导高能弱作用研究新领域，促成施瓦兹提出用高能中微子作有效实验手段的建议。是年，当选美国艺术和科学院院士。

1960-1963年李政道任普林斯顿高等研究院教授兼哥伦比亚大学教授。

1962年李政道与杨振宁合作，研究了带电矢量介子电磁相互作用的不可重正化性。发表论文《荷电矢量介子与电磁场的相互作用理论》。

1964年，CP不守恒发现，证明了1957年李政道、杨振宁和厄梅(R.Oehme)的理论预见。在此背景下，李政道又提出一系列CP不守恒的模型，并验证它们与当时的实验测量是相容的。几年后，李政道又在自发破缺的基础上，提出另一模型，该模型至今仍是解决CP问题的可能途径之一，也是后来建造B介子和t轻子—粲夸克工厂等大型加速器的主要研究目标之一。

李政道与瑙恩伯格(M．Nauenberg)对零质量粒子理论中的发散进行分析，引入一套解决问题的办法。有关结论被称为KLN定理或LN定理，这是目前强相互作用实验中不可缺少的定理，也是用高能喷注去发现夸克和胶子的理论基础。

是年，李政道当选美国国家科学院院士(Member，National Academy of Sciences)，任哥伦比亚大学费米物理学讲座教授。

1966年，李政道任美国古根汉姆基金学者(Guggenheim Fellow)。

1969年，李政道获法兰西学院比代奖章和香港中文大学名誉文学博士学位。

1972年9-10月，李政道第一次回国访问。

1974年5-6月，李政道第二次回国访问，5月19日，抵北京。给周恩来总理写信，即关于培养基础科学人才的建议书《参观复旦大学后的一些感想》。这封信后由总理转呈毛泽东主席。为克服祖国教育的危机，信中李政道建议使用培养芭蕾舞演员的办法来培养基础科学人才，建立一支基础科学队伍；他还建议从全国选拔一批十几岁的孩子集中培养，达到能独立进行研究工作的水平，然后再出国作一段时间的实践。

在周恩来总理接见时提出：培养基础科学人才也可以从十三四岁开始，培养一支少而精的基础科学人才队伍；基础科学和应用科学两者都属必需，不要把基础科学变成应用科学；基础科学包括理论和实验，不完全是理论；基础科学的训练必须有连续性；基础科学的人才数目应少而精。

5月30日，毛泽东接见李政道。在接见中，阐述了对称性的意义，提出培养青年科技人才的建议，得毛泽东主席同意，促成了中国科技大学“少年班”的建立。

在京期间，李政道与中国科学院高能物理研究所，讨论了邀请国外加速器专家来华访问以及建造加速器等问题。

1976年10月，李政道趁潘诺夫斯基到中国访问之机，与潘诺夫斯基讨论中国建造加速器问题，指出建造电子对撞机最适合中国国情。

1976-1978年李政道与弗里德伯格(R．Friedberg)和瑟林(A．Sirlin)合作，发现和研究场论中一系列新的经典解及量子化解——非拓扑孤立子，建立了一个新领域，并用这些解建立强子结构的孤立子模型。提出了真空的“色散常数”概念。发表论文：《三维空间中一类标量场的解》；《三维空间中规范场非拓扑性孤立子I，Ⅱ》；《费米子场非拓扑性孤立子I，Ⅱ》；《非拓扑性孤立子及其对强子的应用》。

1977年2-3月，李政道第三次回国访问。2月27日，华国锋接见。谈话中李政道着重说明基础科学的重要性。回国期间，他继续与中国科学院高能物理研究所讨论建造加速器的问题，提出建造正负电子对撞机的建议。12月，李政道与袁家骝、吴健雄一起，写信给中国科学院高能物理研究所所长张文裕，提出在中国建造正负电子对撞机的建议。

1978年，李政道获纽约市立大学名誉科学博士学位。

1979年1月，李政道促成中美在高能物理领域的正式合作。两国政府签订中美两国高能物理合作执行协议，成立中美高能物理联合委员会，中国科学院高能物理研究所与美国能源部五大国家实验室合作开始。是月，他参加了在美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)召开的中美高能物理联合委员会的第一次会议。此后委员会每年轮流在中国、美国召开，李政道参加了每年的会议。

1979年，李政道应中国科学院和外交部之邀，在北京科学会堂为来自全国26个省市自治区、80多所高校和科研单位的近千名学者、研究生讲授《统计力学》及《场论和粒子物理》两门课，帮助国内科研人员尽快跟上国外同行的步伐。

1980年1月，李政道正式向中国政府提出CUSPEA的招考计划，并付诸实施。是年，47所美国大学在中国招考第一批127位研究生。

1981年2月，李政道致信邓小平等中央领导同志，首次向国内领导人提及了“博士后”的概念。

1982年起，李政道进行格点规范领域研究，与克里斯特、弗雷德伯格提出随机格点的理论。

1982年3月，李政道提出培养年轻人才的建议。同年，中国决定建造北京正负电子对撞机。

是年，李政道获意大利比萨高等师范学院杰出物理成就奖，是在拿破仑建立该校后近200年的历史上，第一位获此奖项者。

1983年，李政道发表量子场论的离散描述及其相关文章，指出时间可能是离散动力学变量，并与弗雷德伯格共同提出离散量子力学。这套是今后统一场论的可能途径之一。

1983年3月9日，邓小平接见李政道。在接见时，李政道提出建立博士后流动站的建议，提出基础科学是水，应用研究是鱼，开发研究是鱼市场的比喻，强调基础科学的重要性，以及三者的正确关系。是年，李政道任哥伦比亚大学全校讲座教授。

1984年5月，时任中央顾问委员会主任的邓小平在北京人民大会堂会见李政道夫妇，听取他关于实施博士后制度的方案和建议。李政道提出可否在科研条件较好、学术氛围较浓厚的一些高校和科研院所首先建立十几个博士后流动站作试点，邓小平当即表示赞成。其后，李政道再次致信中央领导同志及国家科委、中国科学院、教育部负责同志，提出了对“博士后”青年科技人员安排的建议，其中涉及到解决户籍、工资、编制、住房等一系列实际问题。

1985年，在受到邓小平接见时，李政道再次陈述了建立国家自然科学基金制度的重要性，当场得到了邓小平等中央领导的肯定，直接促成了国家自然科学基金委员会的设立。

1985年7月12日，李政道向邓小平提出建议书《对如何促进“国民经济生产总值翻两番”的一些简单想法》。7月16日，向邓小平提出建立自然科学基金的建议，邓小平肯定了李政道关于在中国建立博士后制度的建议，决定每人每年资助12000元人民币。

1985-1986年,李政道发表论文《用差分方程表述的物理》。他建议整个物理学的基础应该用一组新的差分方程来表达，而不是用传统的微分方程。他还证明这组新的差分方程可以产生连续性的能量、动量、角动量等可以连续的守恒定律。

李政道发表论文《黑洞是否为黑体?》及《水平辐射定理的推广》，证明霍金的黑洞理论仅是一个近似理论。

1986年10月14日，李政道与北京大学合作成立北京现代物理研究中心，任主任；李政道与中国科学院合作建立“中国高等科学技术中心(世界实验室)”，任主任。“中国高等科学技术中心”建立的经费中，含意大利政府资助的280万。

1987年李政道受聘上海交通大学名誉教授。

1989年10月，美国总统乔治·布什在白宫会见李政道，两人作了重要的谈话。

1993年5月8日，李政道会见罗马教皇，代表国际科学界参加罗马教皇为伽利略平反的仪式。李政道与黄胄共同主持第一次“科学与艺术”讨论会。

1996年11月25日，在北京，宋平、温家宝、周光召、朱光亚等诚挚祝贺李政道70岁生日。

1997年，李政道促成美国布鲁克海文实验室与日本理化学研究所合作，建立理研-布鲁克海文研究中心，并兼职为中心主任。

1997年2月18日，李政道获“纽约市长科技成就奖”(N．Y．Mayor’s Award for Excellence in Science and Technology)。

1997年5月30日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，中国科学院将南京紫金山天文台发现的3443号小行星命名为“李政道星”。

1998年1月，李政道为纪念秦惠䇹，以私人积蓄建立“秦惠䇹与李政道中国大学生见习基金”，北京大学、复旦大学、兰州大学、苏州大学为第一批试点学校，开辟了本科生(一半为女生)暑期进行跨学科科学研究的一个新途径。

8月，李政道领导哥伦比亚大学物理系理论组设计，并与IBM合作建造了两台当时世界计算速度最快的1.1万亿次量子色动力学专用超级计算机(QCDSP)，分别安装在哥伦比亚大学和日本理化学研究所-美国布鲁克黑文国家实验室研究中心(RBRC，RIKEN-Brookhaven Research Center)。

2000年，李政道主编大型画册《科学与艺术》，该画册收入了1987-1998年中由李政道提出科学立意，李政道与艺术家切磋艺术创意，李可染、吴作人、黄胄、华君武、吴冠中、常沙娜、刘巨德等画家分别创作的科学主题画。

2001年高能物理研究所标志性雕塑——“物之道”诞生，该雕塑由李政道创意，卢新华、张烈设计制作。在北京中国美术馆举行的首届艺术与科学国际作品展上展出。

2004年，理研-布鲁克海文研究中心与李政道主持的哥伦比亚大学研究小组合作建成十万亿次超级计算机。

2008年10月12日，李政道在“纪念望远镜发明400周年科学大师演讲会”上做“以天之语，解物之道”的报告。

2011年，专程来上海交大访问的李政道，与时任校长张杰经过数次“秉烛深谈”后表示，要将诺贝尔奖章原件及毕生所藏手稿、信件、书籍和艺术作品等档案资料和位于上海宛平路的旧居无偿赠予有“多年友好交往”的上海交通大学。

2013年，为了更好地开展科学与艺术结合的实践探索，李政道捐资建立“上海交通大学李政道科学与艺术讲座基金”，以科学题材为主题，举办科学专题研讨会及全国性的艺术作品大奖赛，推动科学与艺术融合及创新，培养科艺融会的创新型人才。

2014年12月，李政道致信党和国家领导人，提议在上海交大建设一个类似丹麦“玻尔研究所”的世界顶级科研机构，吸引一群世界上最顶尖的科学家，形成自由探索的学术氛围，历练一批属于中国自己的顶级科学家，推动物理学及其交叉学科研究的重大发展。

2021年3月，在李政道同意和肯定下，上海交通大学创立李政道物理班，将在全国选拔优秀高中毕业生，探索解决我国基础学科优秀人才培养的根本问题，为国家培养具备原始创新能力的卓越人才和基础学科领军人才。