李渊晋阳起兵时（公元617年），李元吉只有十四岁，李渊任命李元吉为太原留守，把山西的军政大权全部交给这个小儿子，让他镇守后方根据地。自己则率主力南下长安。

李渊带着李建成，李世民开疆拓土的时候，李元吉在山西玩的不亦乐乎。他最爱玩的游戏是打猎和看人决斗，他命令死囚与猛兽搏斗，每次决斗必须见血方止，将人命作为儿戏。

生活上骄奢淫逸，一个月内强掠民女七十六人，乳母陈善意劝谏，竟被"缚于殿柱乱箭射杀"（《旧唐书》）。

武德二年（619年），依附突厥的刘武周在宋金刚谋划下，屡次对太原发起进攻，兵锋甚锐，来势汹汹。

时值李唐政权正陷入三线作战的困局： 东线：宇文化及残部据魏县（今河北大名西南） 河北：窦建德自乐寿（今河北献县）南下争夺山东 河南：王世充于九曲（今河南宜阳北）与唐军对峙

多事之秋，李元吉还把太原丢了。李元吉谎称出战，实则携妻妾焚毁晋阳宫武库后西逃长安，致使河东尽失。李渊虽怒斥其"幼稚狂悖"，但是仅仅削爵三百户而未施重刑。

在太子李建成与秦王李世民的储位之争中，李元吉选择坚定地站在李建成阵营。他曾私下对亲信坦言：“秦王功高，若其得志，我等皆无立锥地。”最终他卷入了玄武门的血色漩涡。

李元吉殒命的时候，只有二十三岁。