哥哥唐太宗感动而安慰他。元嘉好学问，藏书万卷，搜集古代碑文，爱好解析古文字异同。与同母弟李灵夔非常友爱，平时就像庶民兄弟一样。李元嘉娶房玄龄的女儿为妻。635年，任右领军大将军。636年，改封韩王，任潞州都督。649年，加增实封千户。唐高宗末年，转任泽州刺史。武则天主政时，进太尉、定州刺史。垂拱年间，李元嘉任绛州刺史。688年，李元嘉之子李譔与越王李贞、李沖父子纠合李氏宗室举兵反对武则天，李沖败于济州，李元嘉在洛阳被捕，赐死。武则天改李元嘉、李譔为虺氏，直至唐中宗神龙革命而复辟，