征为中散。太武帝见李孝伯后以为奇人，向李顺说：“真卿家千里驹也。”迁为秘书奏事中散，转任侍郎、光禄大夫，赐爵南昌子，加建威将军，委以军国机密，甚见亲宠。谋谟切秘，时人莫能知也。迁任北部尚书。以时常跟从太武帝征伐规略的军功，进爵为寿光侯，加建义将军。太平真君十一年（450年），李孝伯因在彭城与刘宋长史张畅应答如流，风容闲雅，令张畅及左右甚相嗟叹。太武帝大喜，进李孝伯爵位为宣城公。兴安二年（453年），出任使持节、散骑常侍、泰州刺史。其后于太安五年（459年）逝世，文成帝拓跋濬甚为悼惜，赠李孝伯为征南大将军