Ông cụ là Tây Lương Vũ Chiêu vương Lý Cảo – quốc chủ nước Tây Lương thời Ngũ Hồ Thập lục quốc, vì thế Mậu là thành viên của sĩ tộc họ Lý ở quận Lũng Tây.

Ông nội là Lý Phiên – con trai thứ sáu của Lý Cảo. Cha là Lý Bảo, được nhà Bắc Ngụy phong tước Đôn Hoàng Tuyên công, trấn thủ Đôn Hoàng. Mậu là con trai thứ hai của Lý Bảo, được tập tước của cha, vì thế được xem là thủy tổ của nhánh (phòng) Đôn Hoàng của Lũng Tây Lý thị.[2]