李峤少有才名，十五岁精通《五经》，二十岁考中进士，初授安定县尉，因在制举考试中以甲等擢第，调任长安县尉，在畿尉中与骆宾王、刘光业齐名，皆以文章着称。

高宗发兵征讨岭南邕州、岩州一带的僚族叛乱，李峤时任监察御史，奉命充任监军，随军南征，亲入獠洞，宣谕朝旨，成功招降叛军。

武则天称帝，建立武周，擢升李峤为给事中，狄仁杰、李嗣真、裴宣礼等大臣，被酷吏来俊臣诬陷谋反，下狱论罪，武则天遂命李峤与大理少卿张德裕、侍御史刘宪一同复核此案。李峤上疏皇帝，为狄仁杰等人辨冤，因而忤旨，被外放为润州司马。

李峤升任宰相，加授同凤阁鸾台平章事。当时，武则天命男宠张易之、张昌宗兄弟主编《三教珠英》，并援引一大批当世知名的“文学之士”参与修撰，李峤与阎朝隐，徐彦伯、张说、宋之问、崔湜、富嘉谟都在其中。李峤改任鸾台侍郎、同平章事，兼修国史，天官侍郎张锡拜相。李峤是张锡的外甥，不宜与舅父同居相位，因而被罢为成均祭酒，后来，李峤又代理文昌左丞，充任东都留守。

李峤二次拜相，担任文昌左丞、同平章事，不久又升任纳言。当时，张易之兄弟大肆招揽文士，李峤与司礼少卿崔融、凤阁侍郎苏味道、麟台少监王绍宗皆以文才折节，依附于二张门下。他因政务繁重，数次上疏请辞，武则天遂再次任命他为成均祭酒、同平章事，被免去宰相之职，担任地官尚书。

唐中宗复辟，诛杀张易之兄弟，李峤被贬为豫州刺史，未及起程又贬通州刺史，但在几个月后便被召回朝中，授为吏部侍郎，封赞皇县男。不久，李峤又升任尚书，进封县公，他奏请大量增置员外官，意欲以私惠获取时望，希望能借此重居相位，结果使得官僚泛滥、国库减耗，铨选制度陷入混乱。

李峤以吏部尚书之职拜相，加授同中书门下三品。当时，驸马都尉王同皎谋诛佞臣武三思，结果事泄以谋反罪下狱，李峤参与审理，却畏惧武三思威权而无所作为，致使王同皎冤死，天下称怨。因铨选混乱，上疏引咎辞职，并奏陈十余条时政得失，唐中宗认为李峤能自陈失政，下诏抚慰，让他官复原职。

太子李重俊发动兵变，诛杀武三思父子，又攻打宫城，最终兵败被杀，史称‘景龙政变’。当时，唐中宗与韦皇后在兵变时登玄武门避乱，李峤则与杨再思、苏瑰、宗楚客、纪处讷拥兵二千人，屯于太极殿前，闭门自守。后来，宗楚客指使给事中冉祖雍，奏称前宰相魏元忠犯有大逆之罪，李峤也随声附和，结果遭到唐中宗的训斥。

李峤被免去中书令之职，改任特进、兵部尚书、同中书门下三品。当时，宗楚客与纪处讷潜怀奸计，广结朋党，李峤身为宰相，却以唯诺自保，对朝政无所匡正。

唐中宗暴崩，韦皇后秘不发丧，连夜召宰相李峤、苏瑰、宗楚客等十九人入禁中，商议后事。当时，太平公主与上官昭容起草遗诏，命温王李重茂即位，由韦皇后临朝理政，并让相王李旦辅政。但宗楚客等韦氏亲信，却以“嫂叔不通问”为由，建议削去李旦的辅政之责，诸宰相中只有苏瑰表示反对，李峤等人皆一言未发。最终，李旦被削去辅政之责，韦氏以皇太后临朝摄政，李峤还密奏韦后，认为不宜将相王李旦之子李成器、李隆基等人留在京城。

李隆基发动‘唐隆政变’，诛杀韦皇后及其亲信党羽，拥立李旦为皇帝，史称唐睿宗，李峤被贬为怀州刺史，不久以年老致仕。唐睿宗退为太上皇，太子李隆基即位，史称唐玄宗，他在宫中发现了李峤当初的奏表，将其宣示于朝臣，中书令张说认为“桀犬吠尧，各为其主”，不应追究李峤的罪责，唐玄宗遂让李峤随其子虔州刺史李畅到虔州赴任。

李峤又遭到监察御史郭震的弹劾，被追究韦后之乱时“身为宰相，不能匡正”的罪责，他虽已致仕，仍被贬为滁州别驾。后来，李峤又被改任为庐州别驾，不久病逝于任上，终年七十岁。