李·佩斯的父亲在石油领域工作，为此他小时候随家人在沙特阿拉伯生活过一段时间，后搬回美国德克萨斯的休斯顿市。他曾为了表演辍学加入当地剧团，但最终还是完成了高中学业

1999年，他被茱莉亚学院录取，学习表演，同班同学还有演员安东尼·麦凯。期间，他在莎剧《罗密欧与茱莉亚》中扮演男一号罗密欧，以及出演《凯撒大帝》中野心勃勃的卡西乌斯等。毕业后又在外百老汇舞台上继续表演，期间两次获得LucilleLortel戏剧奖杰出男演员提名。

李电视处女秀是在2002年的《法网游龙：特案组》第三季第18集中的BenjaminTucker。

李在2003年演出第一部电影是《迷恋荷尔蒙》（又译《战士之女》/《致命激情》），在电影里面他饰演CalperniaAddams。

2004年，他还出演了电视剧《奇迹降临》，饰演AaronTyler。该剧被取消后接拍影片《伯爵夫人》、《特务风云》以及背景设置在中东的《坠入》。

2007年，李·佩斯在《灵指神探》中担纲主演Ned一角。他还与艾米·亚当斯合作了影片《明星助理》，和萨拉·米歇尔·盖拉一起主演的美版《中毒》。

2008年，他凭借在《灵指神探》中的表演获得第65届金球奖电视类音乐喜剧类剧集最佳男主角的提名。

在2011年4月，李开始在《霍比特人》三部曲电影中担任黑森林精灵王瑟兰迪尔一角。同年4月19日为李的百老汇初登场日，这天TheNormalHeart开始预演，并于4月27日在GoldenTheatre开幕，这出剧总共演出了96场，同年7月10日为闭幕夜，李在此剧中演的角色为BruceNiles。李在还《黄金年代》中饰演19世纪意大利歌剧作曲家文琴佐·贝里尼，此剧在2012年11月13日预演，并在12月4日于曼哈顿剧场俱乐部公演。

2012年，他在《暮光之城：破晓》中演出流浪吸血鬼Garrett一角。同年，李·佩斯还加盟史蒂文·斯皮尔伯格执导的传记电影《林肯》，扮演民主党众议员费尔南多·伍兹，与丹尼尔·戴-刘易斯对戏。

2013年4月，李加入漫威同名漫画改编电影《银河护卫队》，将扮演反派指控者罗南。同年12月，李·佩斯出演的《霍比特人：史矛革之战》上映。

2014年，李主演的美剧《奔腾年代》于北京时间6月1日在AMC台首播。8月1日，他出演的《银河护卫队》在美国首映。12月17日，他出演的《霍比特人：五军之战》北美首映。

2015年5月，李主演的科幻电影《Revolt》在比利时上映，主演的美剧《奔腾年代2》于北京时间6月1日在AMC台首播。同年，李还加盟《侏罗纪世界》导演科林·特莱沃若执导的新片《亨利之书》的拍摄。并与《消失的爱人》女主合作，主演了惊悚片《TheKeepingHours》。

2016年3月，李·佩斯参与录制的CI保护国际基金会公益配音《大自然在说话》首发,为山“献声”呼吁大家爱护环境，保护大自然。4月，李出演的讲述传奇自行车手兰斯·阿姆斯特朗传奇人生的电影《瞒天计划》将在2016年北京国际电影节期间，作为展映影片之一与观众见面。

2018年3月，李确定加盟漫威电影《惊奇队长》，回归饰演指控者罗南。2019年9月6日，与苗侨伟、黄宗泽、吴卓羲等合作主演的电视剧《飞虎之雷霆极战》播出。

2017年，李·佩斯与MatthewFoley开始约会。

2018年3月5日，李·佩斯在推特正式宣布出柜。

金球奖[9]

• 2008第65届电视类-音乐喜剧类剧集最佳男主角灵指神探（提名）
• 2004第61届电视类-最佳男配角(剧情类&喜剧类&迷你剧&电视电影)迷恋荷尔蒙（提名）

艾美奖

• 2008第60届喜剧类剧集-喜剧类剧集最佳男主角灵指神探（提名）

土星奖

• 2008第34届最佳电视男主角灵指神探（提名）

哥谭独立电影奖

• 2003第13届最佳突破表演迷恋荷尔蒙（获奖）

独立精神奖

• 2004第19届最佳男主角迷恋荷尔蒙（提名）

金卫星奖

• 2008第13届音乐/喜剧类剧集最佳男主角灵指神探（提名）
• 2007第12届音乐/喜剧类剧集最佳男主角灵指神探（提名）
• 2004第9届迷你剧/电视电影最佳男主角迷恋荷尔蒙（提名）

柏林国际电影节

• 2007第57届柏林国际电影节银熊奖-杰出艺术贡献奖特务风云（获奖）

李·佩斯身材高大挺拔，外型不输男模，他凭借《迷恋荷尔蒙》和《灵指神探》为不少影迷所熟知并喜爱。而《暮色4：破晓》上下集和三部《霍比特人》使他显得前程似锦。在影片《霍比特人》中，他鹰眉怒目的严肃神情将身上奢华的装扮衬托的愈发威严冷峻。