要跟琴师唐在炘课余学唱。1950年考入上海第二医学院，1952年缀学，组织李世济剧团北上北京。程砚秋希望李世济学医，不要下海，见她弃医从艺，决绝正式收李为徒。1955年参加马连良剧团，1956年合并入北京京剧团（现在的北京京剧院），以与马连良、谭富英、裘盛戎等的合作见知于世。1979年调中国京剧院（现在的中国国家京剧院）。1962年加入中国共产党。1963年，与琴师唐在炘结婚，育有1子，有2个孙女。儿子于2001年遭遇车祸不幸身亡。2016年5月8日晚11点多，李世济因病在京去世，享年83岁。