高一到大学毕业的7年时间，他为生计所迫，半工半读。1933年毕业于中山大学数学天文系。毕业后即受聘于广西大学数学系任讲师。1934年至1936年东渡日本，在东京帝国大学读研究生，得到系主任竹内端三及辻正次教授的指导。在此期间，因文会友，与中国数学家熊庆来结为忘年交。1937年，李国平经熊庆来提名推荐任中华教育文化基金会研究员，派赴法国巴黎大学庞加莱（Poincaré）研究所工作。1939年李国平回中国，任四川大学数学系教授。1940年起历任国立武汉大学数学系教授、系主任、副校长、校务委员会副主任、数