北游河朔，贞元十三年(797年)任幽州节度使刘济从事。尝与济诗，有怨望语。十六年南游扬州等地，写了一些描绘江南风光的佳作。元和后入朝，历秘书少监、集贤殿学士、孟门参军、左散骑常侍等职。自负才地，多所凌忽，为众不容，谏官举其幽州诗句，降居散秩。宪宗时俄复用为秘书监，迁太子宾客、集贤学士，判院事，转右散骑常侍。大和元年(827年)礼部尚书，以礼部尚书致仕卒。
诗风豪放明快，尤以边塞诗为有名。他是中唐边塞诗的代表诗人。
《送辽阳使还军》、《夜上受降城闻笛》2首，当时广为传唱。其边塞诗虽不乏壮词，但偏于感伤，主要抒写边地士卒久戍思归的怨望心情，不复有盛唐边塞诗的豪迈乐观情调。他擅长绝句，尤工七绝，名篇如《夜上西城》、《从军北征》、《受降》、《春夜闻笛》等。其律体亦不乏名篇，如五律《喜见外弟又言别》“问姓惊初见，称名忆旧容”，是历代传诵的名句。七律《同崔邠登鹳雀楼》、《过五原胡儿饮马泉》（又名《盐州过胡儿饮马泉》）等，均属佳作。今存《李益集》2卷，《李君虞诗集》2卷，《二酉堂丛书》本《李尚书诗集》1卷。
益长于歌诗，贞元末，与宗人李贺齐名。每作一篇，教坊乐人以赂求取，唱为供奉歌辞。其《征人歌》、《早行篇》，好事者画为屏障。其最著名的代表作为《江南词》和《夜上受降城闻笛》，前者写一思妇因丈夫是瞿塘商贾，“重利轻别离”，每天不得相聚，因此不由得暗中后悔：“早知潮有信，嫁与弄潮儿”（早知道还不如嫁给弄潮儿呢！毕竟潮水的涨落有确定的时刻，与弄潮儿总还能朝夕厮守，比作商贾之妇强多了），心理描写可谓传神入微矣；后者写受降城上的戍边将士的思乡之情，“不知何处吹芦管，一夜征人尽望乡”，芦管悠扬激起乡思悠长，读来令人同情感伤。集一卷，今编诗二卷（全唐诗中卷第二百八十二和二百八十三）。
路至墙垣问樵者，顾予云是太真宫。
太真血染马蹄尽，朱阁影随天际空。
丹壑不闻歌吹夜，玉阶唯有薜萝风。
世人莫重霓裳曲，曾致干戈是此中。
金甲银旌尽已回，苍茫罗袖隔风埃。
浓香犹自随鸾辂，恨魄无由离马嵬。
南内真人悲帐殿，东溟方士问蓬莱。
唯留坡畔弯环月，时送残辉入夜台。
边城已在虏城中，烽火南飞入汉宫。
汉庭议事先黄老，麟阁何人定战功。
汉室长陵小市东，珠帘绣户对春风。
君王昨日移仙仗，玉辇将迎入汉中。
洛水桥边雁影疏，陆机兄弟驻行车。
欲陈汉帝登封草，犹待萧郎寄内书。
湘江斑竹枝，锦翅鹧鸪飞。
处处湘云合，郎从何处归。
