早年经历
李元纮年轻时谨慎笃厚,初授泾州司兵参军,后历任雍州司户参军、好畤县令、润州司马。他政绩突出,颇有声誉。
累职升迁
开元年间,李元纮担任万年县令。他征发赋役,以公允著称,被擢升为京兆尹,并主持疏通三辅境内河渠。当时,王公贵戚都在渠岸建立碾硙,使渠水不能流入下游民田。李元纮命吏卒将其拆毁,使民田得到灌溉,深受百姓称颂。此后,他又历任工部、兵部、吏部三部侍郎。
开元十三年(725年),户部侍郎杨玚、白知慎因失职被贬为刺史,唐玄宗让公卿大臣推荐可以接掌户部的官员。百官大都推举李元纮,唐玄宗便欲任命他为户部尚书,却因他资历浅薄,受到宰相的劝阻,只得授他为中大夫、户部侍郎。他上疏朝廷,陈奏时政得失,受到唐玄宗的表彰。
担任宰相
开元十四年(726年),李元纮升任中书侍郎、同中书门下平章事,又加银青光禄大夫,封清水县男。当时,京官职田被废置,便有朝臣建议在关中屯田,以充实国库。李元纮奏道:“边关百姓清闲,土地荒芜,以剩余劳动力耕种荒田,能够减少运输,充实军粮,因此设置屯田有益于国。但在关中,百官职田散居各地,百姓的私田都努力自耕,不能占取。如果设置屯田,就要公私相换,调发壮丁。调发劳役则家业荒废,减免租税则国赋欠缺,内地设置屯田,自古未有,恐怕得不偿失。”唐玄宗遂停止此议。
此前,吴兢担任史官,编撰《唐书》、《唐春秋》,尚未完成便因守丧离职。他上疏皇帝,请求继续修史,唐玄宗便让他到集贤院撰书。开元十五年(727年),唐玄宗命张说致仕,并让他在家中修史。李元纮认为不妥,便提议让张说和吴兢同到史馆撰修国史,既可做到保密,又可避免资料丢失。唐玄宗采纳了他的建议。
李元纮与同列宰相的杜暹关系不睦,常在政事上产生分歧,以致纷争不断,引起唐玄宗的不满。开元十七年(729年),唐玄免去李元纮的宰相之职,外放为曹州刺史。
晚年生活
此后,李元纮又调任蒲州刺史,却因病离职,并以户部尚书之职致仕。
开元二十一年(733年),李元纮被起复为太子詹事,但不到十日便因病去世,追赠太子少傅,谥号文忠。