任万年县令，以政绩擢拔为京兆尹。又历工部、兵部、吏部三侍郎。十三年，拜户部侍郎。十四年，擢拜中书侍郎、同中书门下平章事，加银青光禄大夫，赐爵清水男。李元纮为官清俭，拜相后没有迁移府第，家中仆人马匹依旧弊劣，未尝新置配饰，所得的赏赐，分散给亲族。右丞相宋璟赞叹他有季文子之德。宰相任内与杜暹政见不合，至于互相攻讦，由此唐玄宗不悦，将其罢相，出为曹州刺史。后因病去官，久之才以户部尚书衔致仕。开元二十一年疾情稍好，起为太子詹事，旬日而卒。赠太子少傅，谥曰文忠。三子：李有孚、李有容、李有功。