Đối với tuần bắt đầu từ ngày 10 Tháng 7 năm 2010, "Love the Way You Lie" đã xuất hiện thứ hạng đầu tiên, ra mắt ở Mỹ tại bảng xếp hạng Billboard Hot 100 ở vị trí thứ hai. Bài hát này cũng đứng vị trí số một trên bảng xếp hạng Billboard Digital Songs, có được 338.000 lượt download trong tuần đầu tiên.[7]

Bài hát đứng đầu bảng xếp hạng khi ngay cả khi chưa phát hành video, trở thành đĩa đơn quán quân thứ tư của Eminem sau "Not Afraid". Đối với Rihanna, ca khúc trở thành đĩa đơn quán quân thứ bảy của cô kể từ khi bắt đầu sự nghiệp từ năm 2005.[8] Cũng trong tuần thứ tư, bài hát đã tăng từ hạng 13 đến hạng 8 trên bảng xếp hạng Billboard Pop Songs, trở thành đĩa đơn thứ 9 của Eminem và đĩa đơn thứ 15 của Rihanna được xuất hiện trên bảng xếp hạng đó.[9] Bài hát đã đứng đầu bảng xếp hạng các ca khúc kỹ thuật số trong sáu tuần liên tiếp, trước khi rơi khỏi vị trí này trong một tuần. Đối với bảng xếp của tuần tính từ ngày 28 tháng 8 năm 2010, bài hát giành lại vị trí số một lần nữa trên bảng xếp hạng, bán 254.000 bản trong tuần.[10] Trong tuần mới nhất, bài hát bán được 207.000 bản sao kỹ thuật số.[11]

Trong tuần từ ngày 14 tháng 8 năm 2010, bài hát làm nên lịch sử của bảng xếp hạng ca khúc kỹ thuật số Hoa Kỳ sau khi bán được 300.000 bản kỹ thuật số và đạt vị trí quán quân trong năm tuần liên tiếp. Nó cũng đã giành giải thưởng Airplay Gainer trong năm tuần liên tiếp. Trong tuần đó, nó đạt vị trí đầu bảng tại bảng xếp hạng ca khúc Pop và ca khúc Radio, cả hai đều xếp thứ hai.[12] Bài hát đạt đến vị trí số một trên bảng xếp hạng ca khúc Pop vào ngày 21 Tháng Tám năm 2010. Bài hát này là đĩa đơn quán quân thứ tư của Eminem trên bảng xếp hạng và thứ sáu của Rihanna, xếp cô với Mariah Carey, Beyoncé và Lady Gaga là danh sách các nghệ sĩ có nhiều đĩa đơn được xuất hiện nhất trong lịch sử bảng xếp hạng.[13][14] Hơn nữa, bài hát cũng đạt vị trí số một trên bảng xếp hạng các ca khúc và ca khúc kỹ thuật số của US Airplay.[15] Trong tuần đó, bài hát cũng ra mắt trong bảng xếp hạng Hot Latin Songs ở vị trí thứ 48 và Hot Latin Pop Songs ở vị trí thứ 34.[16] Nó đã leo lên từ hạng 35[17] đến hạng 30.[18] Đối với tuần từ ngày 04 Tháng Chín năm 2010, bài hát ra mắt trên bảng xếp hạng Adult Pop Songs ở vị trí thứ 36. Bài hát cuối cùng cũng leo lên vị trí số một trên bảng xếp hạng Rap Songs và cũng trở thành dấu chấm hỏi lớn nhất của tuần.[19]

Bài hát ra mắt bảng xếp hạng UK Singles Chart tháng 7 năm 2010, xếp hạng 7[20] và hạng 3[21] trên bảng xếp hạng UK R&B. Bài hát đã leo lên vị trí thứ hai trên xếp hạng đĩa đơn và vị trí số một trên bảng xếp hạng R&B về lượt download.[22] Vào ngày 5 tháng 10 năm 2010, "Love the Way You Lie" đã bán được 698.226 bản tại Anh mặc dù không đạt đến vị trí đầu bảng.[23] Đến hôm nay, bài hát mới chính thức trở thành đĩa đơn số 1 tại Vương quốc Anh dựa trên doanh thu.[24] Bài hát đạt vị trí số một trên bảng xếp hạng Euro Hot 100 Singles.

"Love the Way You Lie" đã đạt vị trí số một tại Úc trong sáu tuần,[25] Canada trong bảy tuần,[26] Đan Mạch trong bảy tuần,[27] Ireland trong ba tuần không liên tiếp,[28] New Zealand trong bốn tuần,[29] Na Uy trong bốn tuần, Thụy Điển trong bốn tuần,[30] và Mỹ trong bảy tuần liên tiếp. Ngoài ra, bài hát đã giữ vững top 10 trên 26 bảng xếp hạng khác nhau. Bài hát đã được chứng nhận 4 lần đĩa bạch kim tại Úc và New Zealand.[31]

Tại Đức, "Love the Way You Lie" ra mắt tại vị trí số 18, mặc dù nó vẫn chưa được phát hành như một đĩa đơn khi đó,[32] do bài hát chỉ là bản download kỹ thuật số. Trong tuần thứ hai, nó đã leo lên con số 7, và khi bài hát đã phát hành như là một đĩa đơn thực sự, nó đã leo lên vị trí số ba. Ở bảng xếp hạng này, bài hát đứng vững một tuần trước khi nó đạt đến vị trí thứ hai trong 2 tuần không liên tiếp. Trong tuần thứ bảy của mình trên bảng xếp hạng đĩa đơn Đức, đĩa đơn cuối cùng đã đạt vị trí số một.[33] Đối với Rihanna, ca khúc đã là đĩa đơn thứ 3 (sau "Umbrella" và "Don't Stop the Music") và với Eminem đó cũng là đĩa đơn thứ ba của anh và là đĩa đơn đầu tiên trong tám năm (sau "Stan" và "Without Me").[34][35]

"Love the Way You Lie" đứng vị trí thứ tư trên bảng xếp hạng Russian Download sau khi được phát hành là nhạc chuông tại nước này. Sau hai tuần, nó đứng đầu bảng xếp hạng.