Lý Quốc Anh sinh tháng 12 năm 1963, tại huyện cấp thị Vũ Châu, địa cấp thị Hứa Xương, tỉnh Hà Nam (Trung Quốc).

Năm 1980, ông bắt đầu học Kỹ sư Thủy lực học tại Đại học Tài nguyên và Thủy lợi Hoa Bắc (NCWU), tốt nghiệp năm 1984. Sau khi tốt nghiệp, ông làm việc tại Ủy ban Tài nguyên nước Hoàng Hà, với công việc là Kỹ thuật viên thiết kế, khảo sát thủy lợi.

Ông là Nghiên cứu sinh Khoa học môi trường tại Đại học Sư phạm Đông Bắc, trở thành Tiến sĩ Khoa học môi trường. Thời gian này, ông cũng tham gia học tại Trường Đảng Trung ương Đảng Cộng sản Trung Quốc sau khi gia nhập đảng năm 1988.