李恢是建宁郡俞元县人，初出仕建宁郡为督邮。李恢的姑父爨习是建宁郡建伶县的县令，有违反法令的行为，李恢也受牵连而被免官。当时的益州郡(建宁郡前称益州郡，蜀汉建兴三年后才改为建宁郡)太守董和考虑到爨习是当地的豪强大姓，于是没有答应免去李恢的官职。建安十八年(213年)，董和推荐李恢到州府任职，李恢在路上的时候听闻到刘备从葭萌南向进攻刘璋的消息。李恢认为刘璋必定失败，而刘备必定会成功，于是假称自己是益州郡的使者，北上去拜见刘备。李恢在绵竹见到了刘备，刘备非常赞赏李恢，于是让李恢留在军中一起进攻雒城。建安十九年(214年)夏，刘备军攻破雒城，适逢马超密信请降，刘备派遣李恢前去汉中连结马超，马超于是归顺刘备，率兵南下进攻成都，城中震怖，不久后刘璋出降。刘备取得益州，自领益州牧，任命李恢为益州功曹书佐、主簿。后来有逃亡的罪犯诬陷李恢图谋造反，执法官员拘捕了李恢，但刘备认定李恢不会谋反，洗清了李恢的冤情，并升迁李恢为益州别驾从事。

章武元年(221年)，刘备称帝，建立蜀汉，改元章武。同年(一说章武二年)，蜀汉庲降都督邓方逝世，刘备问李恢：“谁可以接替邓方呢?”李恢回答道：“人的才能各有长短，所以孔子说‘使用人时要衡量他的才能’。而且圣明的君主在上，那么臣子就会竭尽心力，所以在攻打先零羌人的时候，赵充国说‘没有人能比得上老臣我’，臣不自量力主动申请，还望陛下明察。“表明了毛遂自荐的态度。刘备笑道：“我的本意也已经是你了。”于是以李恢为庲降都督，授予节符，领交州刺史，驻牂牁郡平夷县，出镇南中。章武三年(223年)，蜀汉皇帝刘备逝世。当时南中豪强高定在越巂郡肆意妄为，豪族雍闿在益州郡飞扬跋扈，牂柯郡郡丞朱褒也在牂柯郡造反作乱。建兴三年(225年)三月，蜀汉丞相诸葛亮出兵南中，亲率一军从左路从成都进发，自安上县由水路攻向越巂郡;别遣李恢中路进军，从平夷出发按大道进攻益州郡;门下督马忠从右路进攻牂柯郡乱夷。李恢孤军深入，建宁郡各县叛军相互集合成大队人马，在滇池县包围了李恢军。当时叛军的人数是汉军的几倍，而且又没有得到诸葛亮的消息，形势非常严峻。李恢于是施计骗南夷道：“官军粮草已尽，已准备撤军回去了。我们中间有的人久离家乡，而今得到机会回来，如果不能回到北方的话，就打算与你们共同谋划大事，所以在此坦诚相告。”南夷叛军相信了李恢的话，因而对包围的防守有所懈怠。李恢抓住机会主动出击，大败南夷叛军，并追逐败敌的残部，南至盘江，东到牂牁，与诸葛亮军声势相连。与此同时，汉军其余两路进军也都取得了胜利。同年秋，南中叛乱悉数平定，李恢立功最多，被封为汉兴亭侯，并加拜安汉将军。

平南大军胜利回师后，南夷又再次反叛，杀害朝廷守将。李恢亲自统兵前往平叛，铲尽行凶做恶的夷人，并把它们的首领迁往成都，从夷人中的叟、濮部落中征收耕牛、战马、金银以及犀牛皮作为赋税，用以充实朝廷的军用物资，使得当时蜀汉的财物开支不会缺乏。建兴七年(229年)四月，孙权称帝，建立吴国。蜀汉朝廷派出使者与孙吴歃血为盟，达成二分天下的盟议。因当时交州属于孙吴，蜀汉朝廷因此解除了李恢交州刺史的职务，变更为建宁郡太守，并让李恢从牂牁郡平夷县返回居住在本郡，后来又迁居汉中。建兴九年(231年)，李恢逝世。