李恢是建寧郡俞元縣人，初出仕建寧郡為督郵。李恢的姑父爨習是建寧郡建伶縣的縣令，有違反法令的行為，李恢也受牽連而被免官。當時的益州郡(建寧郡前稱益州郡，蜀漢建興三年後才改為建寧郡)太守董和考慮到爨習是當地的豪強大姓，於是沒有答應免去李恢的官職。
建安十八年(213年)，董和推薦李恢到州府任職，李恢在路上的時候聽聞到劉備從葭萌南向進攻劉璋的訊息。李恢認為劉璋必定失敗，而劉備必定會成功，於是假稱自己是益州郡的使者，北上去拜見劉備。李恢在綿竹見到了劉備，劉備非常讚賞李恢，於是讓李恢留在軍中一起進攻雒城。
建安十九年(214年)夏，劉備軍攻破雒城，適逢馬超密信請降，劉備派遣李恢前去漢中連結馬超，馬超於是歸順劉備，率兵南下進攻成都，城中震怖，不久後劉璋出降。劉備取得益州，自領益州牧，任命李恢為益州功曹書佐、主簿。後來有逃亡的罪犯誣陷李恢圖謀造反，執法官員拘捕了李恢，但劉備認定李恢不會謀反，洗清了李恢的冤情，並升遷李恢為益州別駕從事。
平亂建功
章武元年(221年)，劉備稱帝，建立蜀漢，改元章武。同年(一說章武二年)，蜀漢庲降都督鄧方逝世，劉備問李恢：“誰可以接替鄧方呢?”李恢回答道：“人的才能各有長短，所以孔子說‘使用人時要衡量他的才能’。而且聖明的君主在上，那麼臣子就會竭盡心力，所以在攻打先零羌人的時候，趙充國說‘沒有人能比得上老臣我’，臣不自量力主動申請，還望陛下明察。“表明了毛遂自薦的態度。劉備笑道：“我的本意也已經是你了。”於是以李恢為庲降都督，授予節符，領交州刺史，駐牂牁郡平夷縣，出鎮南中。
章武三年(223年)，蜀漢皇帝劉備逝世。當時南中豪強高定在越巂郡肆意妄為，豪族雍闓在益州郡飛揚跋扈，牂柯郡郡丞朱褒也在牂柯郡造反作亂。
建興三年(225年)三月，蜀漢丞相諸葛亮出兵南中，親率一軍從左路從成都進發，自安上縣由水路攻向越巂郡;別遣李恢中路進軍，從平夷出發按大道進攻益州郡;門下督馬忠從右路進攻牂柯郡亂夷。
李恢孤軍深入，建寧郡各縣叛軍相互集合成大隊人馬，在滇池縣包圍了李恢軍。當時叛軍的人數是漢軍的幾倍，而且又沒有得到諸葛亮的訊息，形勢非常嚴峻。李恢於是施計騙南夷道：“官軍糧草已盡，已準備撤軍回去了。我們中間有的人久離家鄉，而今得到機會回來，如果不能回到北方的話，就打算與你們共同謀劃大事，所以在此坦誠相告。”南夷叛軍相信了李恢的話，因而對包圍的防守有所懈怠。李恢抓住機會主動出擊，大敗南夷叛軍，並追逐敗敵的殘部，南至盤江，東到牂牁，與諸葛亮軍聲勢相連。與此同時，漢軍其餘兩路進軍也都取得了勝利。同年秋，南中叛亂悉數平定，李恢立功最多，被封為漢興亭侯，並加拜安漢將軍。
穩定南中
平南大軍勝利回師後，南夷又再次反叛，殺害朝廷守將。李恢親自統兵前往平叛，鏟盡行凶做惡的夷人，並把它們的首領遷往成都，從夷人中的叟、濮部落中徵收耕牛、戰馬、金銀以及犀牛皮作為賦稅，用以充實朝廷的軍用物資，使得當時蜀漢的財物開支不會缺乏。
建興七年(229年)四月，孫權稱帝，建立吳國。蜀漢朝廷派出使者與孫吳歃血為盟，達成二分天下的盟議。因當時交州屬於孫吳，蜀漢朝廷因此解除了李恢交州刺史的職務，變更為建寧郡太守，並讓李恢從牂牁郡平夷縣返回居住在本郡，後來又遷居漢中。
建興九年(231年)，李恢逝世。
