李光洙於1892年3月4日出生於平安北道定州邑的小農家庭。1902年時，父母因染傳染病雙亡，成為孤兒。後進入東學成為書記，但因官吏的壓迫，1904年李光洙前往京城 (今首爾) 。次年，由親日團體壹進會推薦，前往日本明治學院就讀。在日本就讀期間，李光洙組織少年會，並開始在《少年》雜誌上發表詩及評論。1910年中學畢業，李光洙回到朝鮮，在五山中學任教。後來再次渡日，進入早稻田大學哲學系就讀。
1917年開始，在《每日申報》上開始連載朝鮮最早的近代長篇小說《無情》。1919年，李光洙和在日本的留學生，起草了“二八獨立宣言書”，後流亡上海，參與大韓民國臨時政府，並擔任過臨時政府的機關報《獨立新聞》報社的社長。
1921年李光洙回到朝鮮，和許英肅結婚。1923年擔任東亞日報編輯部長，1933年擔任朝鮮日報副社長，在韓國文藝界十分活躍。此時李光洙發表了多部作品，如《再生》、《泥土》等等。1937年因修養同友會事件被捕入獄，半年後因病保釋。而這時李光洙的政治立場，已經由原先的反日，逐漸轉向親日。1939年李光洙成為親日禦用團體“朝鮮文人協會”的會長，並響應日本皇民化政策，將自己的姓名改為香山光郎。
1945年韓國獨立後，李光洙隱匿鄉間。1949年因親日叛國罪被捕，後因病假釋。1950年6·25朝鮮戰爭時被擄至北方，生死不明。後確認其於1950年10月25日在滿浦病逝。