Lý Nhật Quang nổi tiếng thông minh, 8 tuổi biết làm thơ, 10 tuổi tìm hiểu kinh sử[3]. Ông được vua cha và hoàng tộc chăm lo dạy dỗ để sớm thành rường cột nước nhà.

Năm 1028, vua Lý Thái Tổ băng hà, anh cùng mẹ của Nhật Quang là Lý Phật Mã lên nối ngôi, tức là Lý Thái Tông.

Năm Càn Phù Hữu Đạo thứ nhất (1039), Uy Minh Hầu Lý Hoảng được Lý Thái Tông cử vào châu Nghệ An lo việc thu thuế. Tại đây, Lý Nhật Quang làm việc cần mẫn, thu đủ số thuế được giao và không như các vị tiền nhiệm hà lạm thuế của dân nên được tiếng là thanh liêm, chính trực.

Năm 1041, xét thấy Lý Nhật Quang là người tin cẩn, Lý Thái Tông phong ông làm Tri châu Nghệ An - tước hiệu là Uy Minh hầu. Lúc này, Nghệ An là một vùng biên ải phía Nam của nước Đại Việt, việc quản lý còn lỏng lẻo. Nhiều cuộc nổi dậy ở địa phương có tính chất phản loạn, gây sự phiền nhiễu cho nhân dân, triều đình phải nhiều phen dẹp loạn. Nhưng sau khi Lý Nhật Quang được cử làm Tri châu, tình hình xã hội ở Nghệ An dần dần ổn định, kỷ cương phép nước được lập lại. Ông đã cho làm sổ sách thống kê hộ khẩu, nhân đinh. Theo sử gia Phan Huy Chú: "Đời Lý, việc kiểm soát hộ tịch rất là nghiêm ngặt. Dân đinh nào đến 18 tuổi thì biên vào sổ bìa vàng, gọi là Hoàng nam, đến 20 tuổi gọi là Đại Hoàng nam". Những biện pháp quản lý xã hội của Lý Nhật Quang cùng với sự độ lượng và tư tưởng thân dân của ông dần dần đã cảm hoá và quy phục được tất cả mọi tầng lớp nhân dân, làm cho vùng đất vốn phức tạp đã trở nên thuần hậu và thống nhất.[cần dẫn nguồn]

Khi ấy Lý Thái Tông đã có ý định đánh chiếm Chiêm Thành, vua giao Lý Nhật Quang chuẩn bị làm một hoành doanh dọc sông Bà Hòa (nay thuộc huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa) gọi là trại Bà Hòa. Năm 1044, Lý Thái Tông cất quân đánh Chiêm Thành, nhờ có trại Bà Hòa kiên cố và đầy đủ lương thực, quân sĩ yên tâm chiến đấu. Trong trận chiến lớn bên sông Ngũ Bồ, tướng Quách Gia Di chém đầu vua Chiêm là Sạ Đẩu. Khi vua Lý Thái Tông khải hoàn đến trại Bà Hòa, Lý Nhật Quang nghênh đón nhà vua và quân sĩ trọng thể, Lý Nhật Quang được vua phong từ tước Hầu lên tước Vương.

Lý Nhật Quang hết sức coi trọng việc phát triển kinh tế, khuyến khích, hướng dẫn nhân dân mở mang nghề nghiệp, khai thác mọi tiềm năng của vùng đất xứ Nghệ. Cùng với việc chiêu dân, khai hoang, lập ấp, ông còn dạy cho dân chúng nghề nông tang, dệt lụa, dệt vải... Ông trở thành tổ sư của nhiều ngành nghề thủ công nghiệp ở Nghệ An.[cần dẫn nguồn] Với cái nhìn có tính chiến lược, dưới con mắt của một danh tướng tinh thông binh pháp, uyên thâm Phật pháp, Lý Nhật Quang đã chọn vùng Bạch Đường (nay gồm 3 xã: Ngọc Sơn, Lam Sơn, Bồi Sơn - huyện Đô Lương) - là nơi có vị trí trung tâm của cả châu, công thủ đều thuận lợi - để xây dựng lỵ sở. Vùng Phật Kệ vốn trung tâm Phật giáo của châu Nghệ An chuyển lên vùng Bạch Đường cách khoảng 5 km ngược dòng sông Lam. Từ đây, Lý Nhật Quang đã ban hành và cho thực hiện nhiều chính sách tiến bộ và táo bạo để mở mang phát triển sản xuất. Các vùng Khe Bố, Cự Đồn (Con Cuông), Nam Hoa (Nam Đàn), Hoàng Mai (Quỳnh Lưu), Công Trung (Yên Thành), Vinh, Nghi Xuân, Kỳ Anh (Hà Tĩnh)... là do ông chiêu dân lập ấp và sử dụng tù binh để khai khẩn đất hoang. Ông đã cho mở hai con đường thượng đạo: một từ Đô Lương ra Thanh Hóa rồi ra Thăng Long, một từ Đô Lương lên Kỳ Sơn. Ông cho đào và nạo vét các đoạn sông Đa Cái ở Hưng Nguyên, kênh Sắt ở Nghi Lộc, kênh Son, kênh Dâu ở Quỳnh Lưu. Ông còn khởi xướng việc đắp đê sông Lam. Không những quan tâm đến đời sống vật chất cho dân, ông còn rất quan tâm đến đời sống văn hoá tinh thần của nhân dân, cho xây dựng nhiều chùa thờ Phật để nhân dân đến sinh hoạt văn hóa tâm linh. Có thể nói, những việc làm có tính chất mở đầu ở một vùng biên viễn của Lý Nhật Quang đã đạt đến tầm cỡ của một nhà chiến lược, vừa an dân, vừa tạo dựng tiềm năng, thế mạnh để giữ gìn bờ cõi.[cần dẫn nguồn]

Uy Minh vương Lý Nhật Quang đã góp phần giải quyết ổn thỏa sự xung đột trong nội bộ Chiêm Thành, đồng thời tạo dựng mối quan hệ hoà hiếu giữa Chiêm Thành với Đại Việt.[cần dẫn nguồn] Thần tích đền Quả Sơn đã ghi rõ: "Ngài ở châu 19 năm, trừng trị kẻ gian, khen thưởng người lành, khai khẩn đất hoang, chiêu mộ lưu dân, bọn vô lại phải im hơi, người dân về với Ngài được yên nghiệp. Ngài thường qua lại vùng này, vùng khác, dạy nghề làm ruộng, trồng cây cối, nuôi gia súc, có nhiều chính sách lợi cho dân, làm cho nhân dân đoàn kết. Người dân đến kiện tụng thì lấy liêm, sĩ, lễ, nghĩa giảng dạy làm cho tự giác ngộ, ai nấy đều cảm hóa, không bàn đến chuyện kiện cáo nữa. Mọi người đều gọi Ngài là Triệu Công".

Sách Đại Việt sử ký toàn thư viết về Lý Nhật Quang như sau:

Mùa thu, tháng 7 (năm Giáp Thân, 1044), vua (Thái Tông Hoàng đế) đem quân vào thành Phật Thệ, bắt vợ cả, vợ lẽ của Sạ Đẩu và các cung nữ kẻ nào giỏi hát múa khúc điệu Tây Thiên. Sai sứ đi khắp các hương ấp, phủ dụ nhân dân. Các quan mừng thắng trận.Tháng 8, đem quân về. Đến hành dinh Nghệ An, gọi Uy Minh hầu là Nhật Quang đến để an ủi và trao tiết việt cho trấn thủ châu ấy, gia phong tước vương. Trước đây vua ủy cho Uy Minh thu thuế châu Nghệ An và sai đặt trại Bà Hoà cho trấn được bền vững; lại đặt điếm canh ở các nơi, chứa lương thực đầy đủ, cái gì cũng vừa ý vua, cho nên được tước phong như thế.