1897年8月24日 生於江蘇省興化縣。
李繼侗，1912年在上海青年會中學就讀，兩年後轉聖約翰大學附中，1916年畢業，考入聖約翰大學。因學費昂貴，家境困難，轉到南京金陵大學林科學習，1921年畢業。同年考取清華學校公費留美，入耶魯大學林學研究院作研究生，1923年獲碩士學位，1925年獲博士學位，是中國人在林學方面獲美國博士學位的第壹人，博士論文《森林覆被對土壤溫度的影響》發表於1926年耶魯大學林學研究院專刊第18號。
1918—1921年 南京金陵大學林科畢業。
1921—1923年 美國耶魯大學林學研究院獲碩士學位。
1921年，李繼侗考取清華學校公費留美，入美國耶魯大學林學研究院，師從美國著名造林學家J?W?Toumey教授。
1925年，他以優異的成績通過博士論文答辯，獲得耶魯大學博士學位，是我國在美國獲得林學方面的第壹位博士。博士論文是《森林覆被對土壤溫度的影響》。這篇博士論文達到了相當高的學術水平，經J?W?Toumey教授推薦，發表於1926年耶魯大學林學研究院專刊第18號，並在J?W?Toumey教授的專著中被引用。土壤溫度作為立地因子在造林工作中有重要意義，對林木種籽在林地的保存、萌發、樹苗的生長發育都產生重要影響。當時，這方面的工作不多，在美國也是空白。李繼侗通過細致的觀測，積累了豐富可靠的數據。他的系統而全面的研究工作，使林學界對森林覆被如何影響從地表到不同深度層土壤溫度的變化規律有了更可信的知識，這是當時森林生態學方面壹項突破性成果。
1925年，李繼侗回國在金陵大學任教。
1926年至1929年任南開大學生物系教授，他是該系唯壹的壹位教授，幾乎講授了生物系的全部課程。同時，還不忘科學研究，指導殷宏章做不同顏色的光對光合作用效應的試驗，經過反復研究，證明了光照改變對光合作用速率的瞬間效應。
1929年李繼侗在美國的AnnalsofBotony43卷發表了光合作用瞬時效應的論文。他是國際公認的植物光合作用瞬時效應的最早發現者。各國學者對李繼侗的發現予以高度評價：李繼侗論文中的瞬間效應曲線和後來十余年到二十幾年用更精密儀器測定繪制的同壹效應曲線圖相比較，兩者極為相似。
1929年至1937年，李繼侗任清華大學生物系教授，講授普通生物學、植物生理學、植物生態學等課程，並親自設計建立了我國最早的植物生理實驗室，指導學生實驗。
1931年，他在清華大學生物系講授植物生態學，帶領學生進行野外植被考察。他還研究了歐美學者們有關植物生態學和植物群落學的理論，發表了《植物氣候組合論》論文。這是我國最早的全國植被生態地理規律與區域劃分的論文，得到學術界的高度評價。李繼侗是我國植物生態學和地植物學的創始人之壹。
1938年5月4日，清華大學、北京大學、南開大學在雲南昆明***同組建西南聯合大學，李繼侗除繼續講授植物學有關課程外，還兼任先修班主任和生物系主任。
1938年2月又隨學校再遷昆明。當時，壹部分人乘粵漢鐵路火車經香港、越南到雲南；其余師生200余人在李繼侗、聞壹多、曾昭掄、黃子堅四教授帶領下跋涉三千余裏，歷時兩個多月，由長沙步行到昆明。李繼侗臨行前寫信給家人：“抗戰連連失利，國家存亡未蔔，倘若國破，則以身殉。”充分表達了他的愛國精神。1938年5月4日，清華，北大，南開在昆明組成國立西南聯合大學，他任先修班主任及生物系主任，並管理過合作社。1946年他隨清華大學遷回北平後，奮力投身於學校的恢復工作，使教學得以盡快正常進行。
1946年，日軍投降後，李繼侗隨清華大學回遷北平，繼續擔任教授。
1952年，全國院系調整，清華大學生物系和北京大學生物系合並，李繼侗任北京大學生物系植物學教研室主任，並創辦了我國第壹個植物生態學與地植物學專門組及《植物生態學與地植物學資料叢刊》(現改為《植物生態學學報》)，還兼任中國科學院植物研究所生態學與地植物學研究室研究員，是該室的主要學術帶頭人，負責指導培養了壹批中青年生態學工作者。
1952年，他參加了海南島橡膠宜林地考察，撰寫了《橡膠樹概論》專著，以指導發展橡膠栽培。
1953年，他在北京大學創辦了我國第壹個植物生態學與地植物學專門組，並從1954年起招收研究生。他重視吸收國際上的科學成就，為了解決教材和教學參考書，組織並親自動手翻譯了《地植物學研究簡明指南》、《蒙古人民***和國植被的基本特點》、《植物生態學》、《植被學說原理》、《地植物學》等書。他所編寫的《植物地理學、植物生態學與地植物學的發展》壹書，引導人們實事求是地對待歷史上各個學派的成就，汲取他們的長處，以推動我國生態學和地植物學的發展。他為了科研成果能夠及時發表和交流，創辦並主編了我國第壹個植物生態學方面的專門刊物《植物生態學與地植物學叢刊》。
1953年，去北京小西山臥佛寺壹帶進行植被調查，繪制了我國第壹張大比例尺植被圖；
1954年，到隴東西峰鎮做水土保持考察。 1955年參加“黃河中遊水土保持考察隊”，負責晉西中陽、離石等縣的植被調查，完成考察區的植被圖及《呂梁山北部中陽地區的植被》、《黃河中遊晉西水土保持考察報告》。
1956年，赴呼倫貝爾草原考察，為建立謝爾塔拉種畜場提供了科學依據並提出了草原生態學研究的壹系列設想。
1957年，率北京大學有關專業師生赴黑龍江薩爾圖地區考察，撰寫了《黑龍江省紅色草原牧場的植被和草場資源》論文。他考察了大興安嶺森林以後，提出森林的主要功能是涵養水源，不能無度地采伐木材，否則松遼平原難免遭受水患。他在對北方山地考察後，提出山地不宜開荒，要大力造林，保護水土；對黃土高原考察後，提出大力種草植樹，防止水土流失，恢復地力等建設性意見。李繼侗在20世紀50年代的許多意見，從現在的情況來看，是非常有遠見的，40年前他預料到的問題，竟成為現在國家關心的重大問題。
1954年，去隴東西峰鎮作水土保持工作的實地考察，寫成《隴東水土保持試驗推廣站參觀報告》；
1955年，參加“黃河中遊水土保持考察隊”，負責進行晉西中陽、離石等縣（呂梁山區）的植被調查，完成考察區的植被圖及《呂梁山北部中陽地區的植被》、《黃河中遊晉西水土保持考察報告》；
1956年，率北京大學植物生態學與地植物學專門組的師生去呼倫貝爾進行草原考察，為建立謝爾塔拉種畜場提供了科學依據；
1957年，率北京大學師生赴黑龍江省薩爾圖地區考察，寫出《黑龍江省紅色草原牧場的植被和草場資源》壹文。在他的考察和研究工作中，特別值得贊佩的是他的學術思想。
1957年，國家決定在內蒙古自治區建立第壹所少數民族地區綜合大學。為了發展少數民族地區的教育和科學事業，他欣然接受政府的要求，離開條件優越的北京大學，出任內蒙古大學第壹任副校長，後來又兼任內蒙古科學技術委員會副主任委員。在他的倡導下，內蒙古大學成立植物生態學和地植物學專門組，多次進行草原植被考察，並盡心培養草原科技人才。他還倡導編寫《內蒙古植物誌》，現已出版。常年的繁劇工作，終於使他積勞成疾，於1961年12月12日在呼和浩特市逝世，享年64歲。
1955年李繼侗被選聘為中國科學院學部委員（院士）及生物學地學部常務委員、曾任第三屆全國人民代表大會代表，還兼任中國科學院植物研究所研究員、《中國植物學會匯報》主編、《植物生態學與地植物學叢刊》主編等職。
1956年任中國科學院生物學部委員、常委，參加我國十二年科學發展規劃的制訂，為推動我國植物科學的發展特別是植物生理學、植物生態學和地植物學的發展及其有關專業人才的培養，做出了重要的貢獻。
1957—1961年 任內蒙古大學教授、副校長。
1961年12月12日 病逝於內蒙古自治區呼和浩特市。
1961年病逝，享年64歲。