李廣是隴西人（今甘肅）。李廣家族世代善射。漢文帝時，匈奴大肆入侵蕭關，李廣因為善於騎射，殺了很多匈奴人，就當了武騎常侍（一種官職，車駕遊獵，常從射猛獸）。李廣曾經跟隨皇帝出行，經常衝鋒陷陣，並且與猛獸搏鬥，漢文帝就說：「可惜啊，你沒有遇到好時候，如果你在高祖時代，萬戶侯對你來說實在是輕而易舉啊！」到了漢景帝初年，李廣為隴西都尉。七國之亂時，李廣為驍騎都尉，跟從周亞夫攻打吳國和楚國的叛軍，並且立了軍功。可是由於梁孝王私自把將軍印授給李廣，回朝後，朝廷沒有對他進行封賞。調他任上谷太守，匈奴每天都來交戰。典屬國公孫昆邪對漢景帝哭著說：」李廣的才氣，天下無雙，他自己仗恃有本領，屢次和敵人正面作戰，恐怕會失去這員良將。"於是又調他任上郡太守。
匈奴大舉入侵上郡，漢景帝派來一名宦官跟隨李廣學習軍事，抗擊匈奴。這位宦官帶領幾十名騎兵，縱馬馳騁，遇到三個匈奴人，就與他們交戰，三個匈奴人回身放箭，射傷了宦官，幾乎殺光了他的那些騎兵。宦官逃回到李廣那裡，李廣說：」這一定是匈奴的射鵰能手。」李廣於是就帶上一百名騎兵前去追趕那三個匈奴人。那三個人沒有馬，徒步前行。走了幾十里，李廣命令他的騎兵左右散開，兩路包抄。他親自去射殺那三個人，射死了兩個，活捉了一個，果然是匈奴的射鵰能手。把他捆綁上馬之後，遠遠望見幾千名匈奴騎兵。他們看到李廣，以為是誘敵之騎兵，都很吃驚，跑上山去擺好了陣勢。李廣的百名騎兵也都大為驚恐，想回馬飛奔逃跑。
李廣說：「我們離開大軍幾十里，照現在這樣的情況，我們這一百名騎兵只要一跑，匈奴就要來追擊射殺，我們會立刻被殺光的。現在我們停留不走，匈奴一定以為我們是大軍來誘敵的，必定不敢攻擊我們。」李廣向騎兵下令：」前進！」騎兵向前進發，到了離匈奴陣地還有大約二里的地方，停下來，下令說："全體下馬解下馬鞍！"騎兵們說："敵人那麼多，並且又離得近，如果有了緊急情況，怎麼辦？「李廣說："那些敵人原以為我們會逃跑，現在我們都解下馬鞍表示不逃，這樣就能使他們更堅定地相信我們是誘敵之兵。"於是匈奴騎兵終於不敢來攻擊。有一名騎白馬的匈奴將領出陣來監護他的士兵，李廣立即上馬和十幾名騎兵一起奔馳，射死了那騎白馬的匈奴將領，之後又回到自己的騎兵隊裡，解下馬鞍，讓士兵們都放開馬，隨便躺臥。這時正值日暮黃昏，匈奴軍隊始終覺得奇怪，不敢進攻。到了半夜，匈奴兵又以為漢朝有伏兵在附近，想趁夜偷襲他們，因而匈奴就領兵撤離了。第二天早晨，李廣才回到他的大軍營中，大軍不知道李廣的去向，所以無法隨後接應。漢武帝登基，皇帝近臣都說李廣是名將，因此李廣就從上郡太守調到了中央，任未央衛尉，而當時程不識為長樂衛尉。程不識和李廣從前都任邊郡太守並兼管軍隊駐防。
到出兵攻打匈奴的時候，李廣行軍沒有嚴格的隊列和陣勢，靠近水豐草茂的地方駐紮軍隊，停宿的地方士兵自便，晚上也不打更自衛，幕府簡化各種文書簿冊，但他遠遠地佈置了哨兵，所以不曾遭到過危險程不識對隊伍的編制、行軍隊列、駐營陣勢等要求很嚴格，夜裡打更，文書軍吏處理考績等公文簿冊要到天明，軍隊得不到休息，但也不曾遇到危險。程不識說：」李廣治兵簡便易行，然而敵人如果突然進犯他，他就無法阻擋了。而他的士卒倒也安逸快樂，都甘心為他拚死。我的軍隊雖然軍務紛繁忙亂，但是敵人也不敢侵犯我。"那時漢朝邊郡的李廣、程不識都是名將，但是匈奴人害怕李廣的謀略，士兵也大多願意跟隨李廣而以跟隨程不識為苦。
後來李廣從衛尉升到將軍，從雁門出擊匈奴，匈奴人多勢眾，依靠這個優勢打敗了李廣軍隊，並且生擒了李廣。單于一直聽聞李廣的賢能，下令說：一定要生擒他。匈奴最終生擒了李廣，李廣當時身上有傷病，就把李廣放在兩匹馬中間，裝在繩編的網兜裡躺著。走了十多里，李廣假裝死去，斜眼看到他旁邊的一個匈奴少年騎著一匹好馬，李廣突然一縱身跳上匈奴少年的馬，趁勢把少年推下去，奪了他的弓，打馬向南飛馳數十里，重又遇到他的殘部，於是帶領他們進入關塞。匈奴出動追捕的騎兵幾百名來追趕他，李廣一邊逃一邊拿起匈奴少年的弓射殺追來的騎兵，因此才能逃脫。回到漢朝，李廣因為失敗犯了死罪，最後交錢，被貶為庶人。
李廣就這樣賦閒在家，曾在一天夜裡帶著一名騎馬的隨從外出，和別人一起在田野間飲酒。回來時走到霸陵亭，霸陵尉喝醉了，大聲喝斥，禁止李廣通行。李廣的隨從說：」這是前任李將軍。」亭尉說：」現任將軍尚且不許通行，何況是前任呢！"便扣留了李廣，讓他停宿在霸陵亭下。沒過多久，匈奴入侵殺死遼西太守，打敗了韓安國，於是漢武帝就召見李廣，任他為右北平太守。李廣隨即請求派霸陵尉一起赴任，到了軍中就把他殺了。李廣駐守右北平，匈奴聽說後，稱他為」漢朝的飛將軍"，躲避他好幾年，不敢入侵右北平。李廣外出打獵，看見草裡的一塊石頭，認為是老虎就向它射去，射中了石頭，箭頭都射進去了，過去一看，原來是石頭。接著重新再射，始終不能再射進石頭了。
李廣為官清廉，得到賞賜就分給他的部下，飲食總與士兵在一起。李廣一生到死，做二千石俸祿的官共四十多年，家中沒有多餘的財物，始終也不談及家產方面的事。李廣身材高大，兩臂如猿，他善於射箭也是天賦，即便是他的子孫或外人向他學習，也沒人能趕上他。李廣語言遲鈍，說話不多，與別人在一起就在地上畫軍陣，然後比射箭，按射中較密集的行列還是較寬疏的行列來定罰誰喝酒。他專門以射箭為消遣，一直到死。李廣帶兵，遇到缺糧斷水的地方，見到水，士兵還沒有完全喝到水，李廣不去靠近水；士兵還沒有完全吃上飯，李廣一口飯也不嘗。李廣對士兵寬厚和緩不苛刻，士兵因此愛戴他，樂於為他所用。李廣射箭的方法是，看見敵人逼近，如果不在數十步之內，估計射不中，就不發射。只要一發射，敵人立即隨弓弦之聲倒地。
後來漢武帝讓李廣擔任郎中令，率領四千騎兵從右北平出塞，博望侯張騫率領一萬騎兵與李廣一同出征，分行兩條路。行軍約幾百里，匈奴左賢王率領四萬騎兵包圍了李廣，李廣的士兵都很害怕，李廣就派他的兒子李敢騎馬往匈奴軍中奔馳。李敢獨自和幾十名騎兵飛奔，直穿匈奴騎兵陣，又從其左右兩翼突出，回來向李廣報告說：」匈奴敵兵很容易對付啊！」士兵們這才安心。李廣佈成圓形兵陣，面向外，匈奴猛攻，箭如雨下。漢兵死了一半多，箭也用光了。李廣就命令士兵拉滿弓，不要放箭，而李廣親自用大黃弩弓射匈奴的副將，殺死了好幾個，匈奴軍才漸漸散開。這時天色已晚，軍吏士兵都面無人色，可是李廣卻神態自然，更加注意整頓軍隊。軍中從此都很佩服他的勇敢。第二天，又去奮力作戰，博望侯的軍隊也趕到了，匈奴軍才解圍退去。
李廣曾和方士王朔私下閒談說：」自從漢朝攻打匈奴以來，我沒有一次不參加。可是各部隊校尉以下的軍官，才能還不如中等人，然而由於攻打匈奴有軍功被封侯的有幾十人。我李廣不算比別人差，但是沒有一點功勞用來得到封地，這是什麼原因呢？難道是我的骨相就不該封侯嗎？還是本來就命該如此呢？"王朔說："將軍自己回想一下，難道曾經有過值得悔恨的事嗎？"李廣說："我曾當過隴西太守，羌人有一次反叛，我誘騙他們投降，投降的有八百多人，我用欺詐手段在同一天把他們都殺了。直到今天我最大的悔恨只有這件事。"王朔說："能使人受禍的事，沒有比殺死已投降的人更大的了，這也就是將軍不能封侯的原因。"
後來李廣跟從大將軍衛青攻打匈奴，出邊塞以後，衛青捉到敵兵，知道了單于住的地方，就自己帶領精兵去追逐單于，而命令李廣和右將軍的隊伍合併，從東路出擊。李廣請求說：」我的職務是前將軍，如今大將軍卻命令我改從東路出兵，況且我從少年時就與匈奴作戰，到今天才得到一次與單于對敵的機會，我願做前鋒，先和單于決一死戰。」大將軍衛青曾暗中接受漢武帝的告誡，認為李廣年老，命運不好，不要讓他與單于對敵，如果用他恐怕不能實現俘獲單于的願望。李廣一直請命，衛青不聽。
李廣不向衛青告辭就起程了，心中非常惱怒地前往大本營，領兵從東路出發。軍隊沒有嚮導，有時迷失道路，結果落在衛青之後。衛青與單于交戰，單于逃跑了，衛青沒有戰果只好回兵，向南行渡過沙漠，遇到了李廣。衛青就派長史問李廣具體情況，說：「我衛青要上書天子報告具體內容。」李廣沒有回答。於是衛青就讓長史責問李廣幕府中的人前去對質。李廣說：「他們沒罪，是我的過失。」李廣對其麾下的人說：」我李廣自成年之後就和匈奴人大小交戰七十餘次，今天又跟從大將軍一起出兵攻打匈奴單于，但我又迷路了，這不是天意嗎？況且我今年六十多了，也不能再忍受那些刀筆小吏的擺弄了。「於是拔刀自刎，李廣軍中的所有將士都為之痛哭。百姓聽到這個消息，不論認識的不認識的，也不論老的少的都為李廣落淚。