Không rõ Lý Sư Đạo chào đời khi nào. Cha ông là Lý Nạp, giữ chức Tiết độ sứ Bình Lư giai đoạn 784 - 792. Gia tộc họ Lý ở Bình Lư kể từ cha Lý Nạp là Lý Chánh Kỉ năm 765. Chánh Kỉ kết thông gia với Tiết độ sứ Thành Đức[5] Lý Bảo Thần, lấy con gái Bảo Thần cho Lý Nạp, sau đó sinh ra Lý Sư Đạo. Khi Lý Nạp chết vào năm 792, người anh khác mẹ của ông là Lý Sư Cổ lên làm Tiết độ sứ[6].

Lúc Lý Sư Cổ làm Tiết độ sứ thì Lý Sư Đạo bị cử làm quan lại địa phương và liên tục bị đổi đất trấn nhậm, tiền bạc chi dùng của Sư Đạo cũng bị cắt xén. Sư Cổ giải thích rằng ông làm như vậy cốt là để cho Sư Đạo thấu hiểu đối với nỗi khổ của trăm họ. Vào đầu năm 806, Lý Sư Cổ bệnh nặng, thì Lý Sư Đạo đang giữ chức thứ sử Mật châu[7]. Sư Cổ hỏi ý các tướng dưới quyền là Cao Mộc và Lý Công Độ về người sẽ kế nhiệm mình, nhưng họ không trả lời. Sư Cổ đoán biết hai người này ủng hộ Sư Đạo, tỏ ý không đồng tình và cho rằng Sư Đạo là kẻ thiếu năng lực, suốt ngày chỉ lo chơi tranh và đá cầu. Không lâu sau Lý Sư Cổ qua đời, hưởng thọ 29 tuổi. Lý Công Độ và Cao Mộc làm trái di huấn của ông, cho đón Sư Đạo về Vận châu lập làm tiết độ lưu hậu[8].