1923年1月出生在臺灣新北。
1941年畢業于淡水中學，考入臺北高等學校文科（即臺灣師范大學前身）。
1943年東渡日本，入京都帝國大學農業經濟系。
1946年返臺，轉入臺灣大學農學院農經系，參加新民主義讀書會”，1949年與曾文惠結婚，并畢業留校任教。
1946年9月經中共臺灣支部組織部長張志忠介紹入黨，1947年二二八事件后，懾于國民黨的白色恐怖鎮壓而脫黨。
1952年考取公費，首次赴美，入依阿華大學，主攻農業經濟與物價的關系。翌年回臺，任“臺灣農林廳”經濟分析股長，并執教于臺大。
1957年調任臺灣合作金庫研究員，嗣任“農復會”技正，并升任臺大教授，兼中興大學農經研究所教授。
1965年，考取美國洛克菲勒農業經濟協會與康奈爾大學聯合獎學金，再度赴美，入康奈爾大學攻讀博士學位，其博士論文《臺灣農工部門間之資本流通》獲全美最佳博士論文獎；引起蔣經國重視。
1969年學成歸臺，續任臺大教授，兼“農復會”農業經濟組組長、顧問。1972年為蔣經國延攬入閣，任“政務委員”，至此投身政界，為國民黨新生代臺籍政客骨干人物。參與制訂《加速農村建設重要措施》、《農業發展條例》等，推動臺灣農業向現代化轉型。
1978年調任臺北市長，標榜"物質與精神并重、郊區與市區均衡發展"為市政建設原則，創辦"臺北音樂節"，推行都市更新計劃，建立公務人員訓練中心、臺北市資料處理中心，取得一定政績。
1981年12月出任“臺灣省主席”。1984年被蔣經國提升為“副領導人”，并進入中常會，刻意培植其為接班人。
1986年任“十二人革新小組”成員，后接替嚴家淦任總召集人，研擬政治革新方案。
1988年1月13日，蔣經國逝世，當天繼任“領導人”，旋即出任國民黨代理主席，總“十三大”上正式當選主席。
1990年5月任第八任“領導人”，嗣兼任“國家統一委員會”主任委員，“中華文化復興運動推行委員會”會長。
2000年3月24日，辭去中國國民黨主席職務。
2000年5月20日，卸任臺灣地區領導人，由陳水扁正式就任。
2001年9月21日，國民黨宣布撤銷李登輝國民黨黨籍。卸任臺灣領導人后，李登輝常會前往臺灣各大高校演講并同青年學生交流。
2011年1月3日，于臺灣臺北圓山飯店邀請臺灣政壇大佬共同慶祝90周歲農歷虛歲生日。同年，李登輝罹患大腸癌進行手術切除，并在臺北榮民總醫院休養。