Lý Bạch là người Lũng Tây, Cam Túc; lúc mới 5 tuổi, gia đình về định cư ở làng Thanh Liên, huyện Xương Long thuộc Miên Châu (Tứ Xuyên) nên nhà thơ vẫn coi Tứ Xuyên là quê hương của mình. Theo lời Lý Bạch kể lại, ông là hậu duệ của tướng quân Lý Quảng nhà Hán, là cháu chín đời của Tây Lương Vũ Chiêu vương Lý Cảo nước Tây Lương thời Ngũ Hồ thập lục quốc. Có sách ghi ông là con cháu đời sau tông thất nhà Đường, cụ thể là hậu duệ của Ẩn Thái tử Lý Kiến Thành. Vào cuối đời nhà Tùy, một người họ Lý trốn ra Tây Vực, kết duyên cùng một Man bà (phụ nữ Tây Vực), đến năm Trường An nguyên niên sinh ra Lý Bạch (lúc này nhà Đường đang có sự biến do Võ Tắc Thiên gây ra).

Tương truyền lúc ông sắp sinh, bà mẹ nằm mộng thấy sao Tràng Canh (hay Trường Canh), vì sao này có tên là Thái Bạch nên đặt tên con là Bạch. Lý Bạch suốt thời thơ ấu được mẹ dạy cho chữ Tây Vực, cha dạy cho Kinh Thi, Kinh Thư, đến 10 tuổi đã thông thạo và thích làm thơ. Gia đình giàu có, nên từ nhỏ Lý Bạch đã tha hồ đi đây đi đó cùng cha. Ông tỏ ra rất thích, chí hướng của ông sau này không phải quan trường, mà là thơ túi rượu bầu, thong dong tiêu sái. Đến năm 10 tuổi gia đình chuyển về huyện Chương Minh, Tứ Xuyên. Tại đây Lý Bạch say mê học kiếm thuật, trong một thời gian ngắn, tài múa kiếm và tài thơ của ông được bộc lộ rõ rệt.

Năm 15 tuổi, ông đã có bài phú ngạo Tư Mã Tương Như, bài thơ gửi Hàn Kinh Châu, khá nổi tiếng. Lúc 16 tuổi danh tiếng đã nổi khắp Tứ Xuyên, thì ông lại phát chán, bèn lên núi Đái Thiên Sơn học đạo, bắt đầu cuộc đời ẩn sĩ. Làm ẩn sĩ trên núi được 2 năm, ông lại hạ sơn, bắt đầu làm hiệp sĩ, đi lùng hết các thắng cảnh ở Hà Bắc, Giang Tây, Trường An... Bạn đồng hành với ông lúc này là Đông Nham Tử, nhưng chỉ đi chung được 1 năm. Đến năm 20 tuổi Lý Bạch đã đi khắp nước Thục, ông lại về Tứ Xuyên với gia đình, chuẩn bị tiền đi đường và tiền mua rượu cho cuộc hành trình sắp tới. Ông đến làm dưới trướng của thứ sử Ích Châu Tô Dĩnh, được ông này khen là thiên tài, "có thể sánh với Tư Mã Tương Như".

Năm 723, Lý Bạch mặc áo trắng, đeo một bầu rượu lớn, chống kiếm lên đường viễn du. Trong khoảng ba năm, ông đã tham quan hầu hết cảnh đẹp Trung Hoa, như là hồ Động Đình, sông Tương, Kim Lăng, Dương Châu, Ngô Việt, Giang Hạ...Đến năm 726, ông đến Vân Mộng kết duyên cùng cháu gái của Hứa tướng công. Thời gian này tài năng thơ bắt đầu nở rộ. Đến 30 tuổi thì tiếng tăm đã vang đến triều đình. Được mời đi làm quan, nhưng ông không nhận.

Năm Khai Nguyên thứ 23 (735), ông đi chơi ở Thái Nguyên, gặp Quách Tử Nghi đang ở tù, ông xin giúp, Quách liền được thả. Ông lại dẫn vợ rong chơi qua nước Tề, Lỗ, rồi định cư ở Nhiệm Thành. Đến đây Lý Bạch lại được Khổng Sào Phủ, Hàn Chuẩn, Bùi Chính, Đào Cái, Trương Thúc Minh - những ẩn sĩ đương thời - rủ lên núi Tồ Lai thưởng ngoạn, rồi say sưa ở Trúc Khê. Nhóm này được người ta gọi là "Trúc Khê lục dật".