Sử sách không ghi chép về năm sinh của Lý Hâm, và mẹ ông, Doãn phu nhân là vợ chính hay là vợ lẽ của Lý Cảo. Ông là con trai thứ hai của Lý Cảo. Sau khi Lý Cảo tuyên bố độc lập khỏi Bắc Lương và lập nước Tây Lương vào năm 400, anh trai của ông là Lý Đàm (李譚), mới là người được lập làm Thế tử. Tư liệu lịch sử đầu tiên đề cập đến ông là ở sự kiện trong năm 404, khi Lý Đàm qua đời, và Lý Cảo lập ông làm Thế tử thay thế.

Năm 410, Lý Hâm đã đánh một trận với vua Thư Cừ Mông Tốn của Bắc Lương khi người này dẫn quân đến đánh Tây Lương, song ông đã thất bại, và tướng Chu Nguyên Hổ (朱元虎) của ông còn bị Thư Cừ Mông Tốn bắt, Lý Cảo đã buộc phải dùng vàng và bạc để chuộc lấy Chu Nguyên Hổ. Năm 411, Thư Cừ Mông Tốn lại tiến đánh Tây Lương song đã buộc phải rút lui do cạn nguồn lương thảo, Lý Hâm đã đuổi theo tấn công quân Bắc Lương và giáng cho Thư Cừ Mông Tốn một thất bại, bắt được tướng Thư Cừ Bách Niên (沮渠百年) của Bắc Lương.

Năm 417, Lý Cảo lâm bệnh, và đã qua đời sau khi ủy thác Lý Hâm cho em trai khác bố là Tống Diêu (宋繇). Lý Hâm trở thành người cai trị mới của Tây Lương, và Doãn phu nhân trở thành Thái hậu.