李積，原名徐世積、李世積，字懋功，曹州離狐人，唐朝初年名將，與衛國公李靖並稱。出身高平北祖上房徐氏，早年投身瓦崗軍，後隨李密降唐，一生曆事唐高祖、唐太宗、唐高宗三朝，深得朝廷信任和重任。隨唐太宗李世民平定四方，兩擊薛延陀，平定磧北，後又大破東突厥、高麗，成為唐朝開疆拓土的主要戰將之一。出將入相，功勳卓著，被朝廷倚為幹城，為淩煙閣二十四功臣之一，曆任兵部尚書、同中書門下三品、司空、太子太師等職，累封英國公。兼通醫學，曾參與編纂世界上最早出現的藥典《唐本草》，並自撰《脈經》一卷，今已佚。
隋朝末年，遷居到滑州衛南縣，徐世積家本是富豪，史稱其“家多僮仆，積栗數千鍾”，徐世積與其父徐蓋都是樂善好施之人，救濟貧苦人，不管關係親疏。十七歲的徐世積見天下已亂，就近參加了翟讓的瓦崗軍，勸說翟讓：“附近是您與我的家鄉，鄉裏鄉親，不宜侵擾。宋、鄭兩州地近禦河，商旅眾多，去那裏劫掠官私錢物非常方便。”翟讓稱善，於是在運河上劫取公私財物無算，有錢就不缺人，不久兵眾大振，有徒眾一萬餘人。
隋朝遣名將張須陀率兩萬多人討伐，翟讓驚恐之下，企圖逃走，徐世積予以製止。瓦崗軍采取誘敵深入、伏兵襲擊的戰術，將隋軍全部殲滅，張須陀亦戰死。蒲山公李密參與楊玄感反叛，兵敗逃亡，徐世積與浚儀人王伯當知道李密為天下英雄，一同勸說翟讓奉李密為主，以收買人心，擴大影響。
李密自稱魏公，大封官爵，徐世積被授為右武候大將軍，統領本部。隋朝令江都通守王世充等率軍討伐李密，徐世積使用奇計，在洛水兩岸幾次大敗王世充，李密因此封他為東海郡公。當時，河南、山東大水，饑民遍地，隋朝賑給不周，每天餓死數萬人，徐世積向李密進言：“天下大亂，本是為饑。如果我們攻陷黎陽國倉，大事可成矣。”李密聽計，派徐世積帶五千人，自原武渡黃河，掩襲黎陽倉的隋朝守軍，當日攻克，開倉招民眾隨便領糧，十天之間，就招募到兵士二十多萬人。
此後，瓦崗軍內部發生矛盾，翟讓在宴會時，為李密殺死。混亂中，在場的徐世積也被士卒砍了一刀，身受重傷，王伯當急忙喝止，徐世積才得以幸免。李密為穩定人心，派大將單雄信前往撫慰翟讓舊部，將其分別歸屬於徐世積、單雄信、王伯當麾下。
宇文化及在江都弑殺煬帝楊廣，李密派徐世積征討叛將王德仁，以報其殺房彥藻之仇，徐世積擊敗王德仁，迫使其投降唐王李淵。徐世積守黎陽倉，宇文化及率軍四麵攻城，形勢危急，李密親領五百騎兵馳援，徐世積亦從城中向外挖地道，忽然現身城外，兩軍裏應外合，大敗宇文化及，迫使其解圍而去。太府卿元文都等擁立越王楊侗在洛陽稱帝，皇泰主派使者赦免李密等人，徐世積被重新授為右武侯大將軍，受命討伐宇文化及。
李密被王世充擊敗，聚集餘眾歸順唐朝，李密原來所統領的屬地都由徐世積接管。徐世積對長史郭孝恪說：“魏公已經歸附大唐，如今這裏的人民土地，是屬魏公所有，我如果上表獻出它們，就是借主人的失敗得利，自己為自己邀功，用來求取富貴，是我認為恥辱的。現在應當一五一十地記錄州縣的名稱數量和軍民的戶口，全部報告魏公，讓魏公自己獻給朝廷，這樣就是魏公的功勞了。”於是派使者致信李密，使者初到朝廷，李淵聽說徐世積沒有奏表，隻寫信給李密，頗感奇怪。待到使者把徐世積的本意告知李淵，李淵才大悅道：“徐世積感懷主人的恩德、推辭功勞，確實是純臣。”下詔封他為黎陽總管、上柱國，封萊國公，又加授右武候大將軍，改封曹國公，並被賜姓李氏，“附宗正屬籍”，再賜良田五十頃、上等宅第一所，徐世積自此改名李世積。
河北軍閥竇建德進攻相州，山東道安撫大使、淮陽王李神通率軍逃至黎陽，竇建德攻陷黎陽，李蓋與李神通、魏徵、同安公主等人一同被俘。李世積率領數百騎兵渡河撤離，但因李蓋被俘，隻得返回投降，竇建德將李蓋作為人質，仍讓李世積鎮守黎陽。李世積想要歸順唐朝，但又擔心此舉將禍及其父，他私下與郭孝恪商議後，決定先為竇建德立功，取得其信任，再行圖謀。不久後，李世積在獲嘉襲敗王世充所部，多有斬獲，竇建德因此對他頗為親近，在取得竇建德的信任後，成功勸說他親征河南，企圖借機將其殺死。但竇建德的妻子產子，他因此遲遲未起程，李世積既不能襲取竇建德，謀殺竇建德部將曹旦的計劃又泄漏，隻得與郭孝恪率領幾十名騎兵歸降唐朝。
李世積隨秦王李世民大敗宋金剛，又隨李世民討伐王世充，奉命接管管州。鄭國太子王玄應企圖攻取管州，李世積將其擊退，李世積又派郭孝恪勸降鄭國榮州刺史魏陸，陽城、汴州也相繼來降。鄭國的鄭州司兵沈悅請求獻出虎牢關降唐，李世積夜間埋伏軍隊接應，占領了虎牢關，抓獲了鄭國的荊王王行本。又參與擊擒竇建德、降伏王世充，唐軍整軍回朝，李淵論功行賞，李世民為上將，李世積為下將，與李世民等二十六人一同身穿金甲、乘著兵車到太廟去報捷。李蓋也從洺州與裴矩等人一起入朝，李淵見到他們後非常高興，恢複了李蓋的官爵。竇建德舊部劉黑闥率軍數萬進逼宗城，李世積棄城逃往洺州，被劉黑闥追上，損失步軍五千人，“僅以身免”。
李世積在洺水之戰中，擊敗劉黑闥部將高雅賢，李世民進擊自稱魯王的徐圓朗，連取十餘座城池，迫使江淮義軍首領杜伏威入朝。李世民鑒於局勢初定，留李世積與淮安王李神通、行軍總管任瑰等繼續討伐徐圓朗，自己則班師回朝，經連續升遷，他官拜左監門大將軍。之後，徐圓朗又占據兗州反叛，朝廷授李世積為河南道大總管，前往討伐。不久後，李世積便擒獲徐圓朗，斬其首級獻給朝廷，兗州就此平定。李淵命李世積與趙郡王李孝恭、嶺南道大使李靖、懷州總管黃君漢一同討伐江淮義軍首領輔公祏。
李孝恭、李靖率領水師沿長江而下，李世積率領步兵一萬渡過淮水，攻取輔公祏占據的壽陽，直抵峽石，輔公祏的部將陳正通率兵兩萬屯駐在梁山，又派他的大將馮惠亮統帥水師三萬，用鎖鏈連接大戰船，以阻斷長江的航路。陳正通還在長江西岸構築堡壘，分守水陸兩路，以此抵禦唐軍，李靖等首先攻破陳正通、馮惠亮等人所駐的博山、青林等地，旋即進兵丹楊。輔公祏聞訊後大驚，企圖率殘部棄城東逃。李世積乘勝追擊，在武康縣將其斬殺，並分別捕殺其餘黨，江南自此平定。
李世民即位，拜李世積為並州都督，賜封邑九百戶，李世積為避李世民之諱，又去除姓名中“世”字，改名為李積。李世民接受了代州都督張公瑾的建議，決定出擊東突厥，命兵部尚書李靖為定襄道行軍總管，以張公瑾為副，發起了強大的軍事攻勢。李積被授為通漠道行軍大總管，與華州刺史柴紹、靈州大都督薛萬徹等統率十幾萬軍隊，都接受李靖的統帥，諸將分道出擊突厥。
李靖率精騎三千夜襲定襄，頡利可汗誤判唐軍兵力，倉促北撤至戈壁沙漠邊緣，其部眾多有叛離。李積從雲中出發，在白道與頡利可汗軍遭遇，唐軍奮力衝殺，突厥潰不成軍，頡利可汗戰敗後，向西逃往鐵山，收集殘部數萬人，派使者求和，朝廷命鴻臚卿唐儉、將軍安修仁前去安撫突厥。
李積與李靖會師，二人商議說：“頡利雖然戰敗，人馬還多，如果走過沙漠，得到九姓鐵勒的庇護，道路遙遠險阻，就很難追上他們了。如今下詔派唐儉到那裏去，突厥必定放鬆戒備，我們隨後去襲擊，這樣就可以不戰而平定賊寇了。”李靖握著手腕高興地說：“您的這番話，就是韓信滅田橫的策略啊。”於是一起定計，李靖率兵連夜出發，李積領軍跟進。李靖行軍至磧口，突厥四處潰逃。頡利率部眾一萬多人想逃過沙漠，被李積阻攔。突厥的大酋長率領自己的部落一起投降李積，李積在俘獲五萬多人後順利回師。
晉王李治遙領並州大都督，朝廷授李積為金紫光祿大夫，代理並州大都督府長史。其後，李積因父喪離職，在不久又獲起用，官複原職，改封為英國公，世襲蘄州刺史。當時，朝廷所封的世襲刺史都隻是掛名，不到州郡就任，於是他又以並州大都督府長史的官職遙領太子左衛率。
李積在並州任職共十六年，令行禁止，頗為稱職，李世民曾對侍臣說：“隋煬帝不能選賢安民，隻知道築長城來防備突厥，對世情的認知糊塗至此。朕現在委任李積在並州，就使突厥畏懼他的威名逃走。邊塞安靜，難道不是遠遠地勝過築長城嗎？”
李積被征調入朝，任兵部尚書，他尚未赴任，正遇上薛延陀真珠可汗派其子大度設聯同同羅、仆骨、回紇、靺鞨、霫等部族，領軍二十萬南侵突厥俟利苾可汗阿史那·思摩。思摩率部眾進入長城，退守朔州，並派使向唐朝告急。朝廷命營州都督張儉統率所部直逼薛延陀東境，李積被授為朔州道行軍總管，率步卒六萬、騎軍一千二百人屯駐羽方，與靈州道行軍總管李大亮、涼州道行軍總管李襲譽等分兵抵禦。
大度設率三萬騎兵追擊思摩不得，卻遭逢李積所率唐軍，大度設大驚，急忙自赤柯濼北撤。李積挑選所部及突厥的騎兵共六千人，穿越直道、白道川，在青山追上薛延陀軍。大度設在諾真水勒兵備戰，戰陣橫亙十裏，突厥騎兵先與之交戰不利，大度設乘勝追擊，射死唐軍戰馬眾多。李積命騎兵下馬，持長槊直衝，大破薛延陀軍，斬首三千餘級，俘獲五萬餘人及馬一萬五千匹，大度設獨自逃走。李積回師定襄後，又與州兵夾擊叛亂的突厥思結部，俘獲其百姓一千餘口以及眾多馬、羊。戰後，李世民封李積的一個兒子為縣公。
皇太子李承乾與漢王李元昌、駙馬都尉杜荷、兵部尚書侯君集等人勾結，企圖謀反。李世民得知後，將李承乾幽禁別室，命李積與司徒長孫無忌、司空房玄齡、特進蕭瑀等共同審問此案。李世民在與李積、長孫無忌、房玄齡等商議後，決定晉王李治為太子，其後，朝廷改授李積為太子詹事兼左衛率，加位特進、同中書門下三品。李世民對他說：“朕的兒子剛當上太子，你原來是他的長史，如今把宮中的事情委托給你，所以有這樣的任命。雖然委屈了你的階位、資曆，希望你不要見怪啊。”唐太宗命人畫二十四功臣圖於淩煙閣，李積名列其中，位於第二十三名。
李世民認為高麗大莫離支淵蓋蘇文弑君殘民、“侵暴鄰國”，準備派軍征討，諫議大夫褚遂良予以反對，李積則說：“當年薛延陀進犯，陛下想要發兵討伐，因魏徵諫阻而作罷，使之直到今日仍為禍患。那時如果采用陛下的策略，北疆可保安寧。”李世民表示同意，並即將親征。李世民任命刑部尚書張亮為平壤道行軍大總管，率水軍自萊州渡海攻平壤；李積為遼東道行軍大總管，領步、騎軍六萬以及蘭、河二州的外族降軍進攻遼東，張、李兩軍協力並進。
李世民親征高麗，李積率所部抵達幽州，與各路唐軍會合。之後，李積從柳城進軍，大張聲勢，表麵上作出要通過懷遠鎮的假象。暗中卻派部隊北上直趨甬道，出其不意，進攻高麗。李積從通定渡過遼水，抵達玄菟，高麗人大為驚駭，各城都閉門自守。此時，遼東道副大總管、江夏王李道宗及營州都督張儉相繼到達，張儉更直趨建安城，大敗高麗軍。李積與李道宗合攻蓋牟城，陷城後俘獲百姓兩萬多口、糧食十多萬石。
隨後，李積直抵進至遼東城下，李道宗率四千騎兵擊高麗四萬援軍，眾將都不認可，唯有李積同意。但在交戰中，因行軍總管張君乂率先退走，致使唐軍處於不利的境地。此時，李道宗收攏殘軍，登上高處，發現高麗軍陣混亂，於是縱兵進擊，李積也引軍助戰，大破高麗軍，斬首一千餘級。李積圍攻遼東十二日後，李世民抵達遼東前線，親率精兵會師，最終將其攻陷。此役，唐軍共殺敵一萬餘人，又俘獲高麗軍一萬多人、百姓四萬口，李積又轉攻白岩城西南，迫使其城主歸降。
之後，李積參與圍攻安市城，李世民設計將高麗援軍誘至安市城東南，唐軍依山為陣。又命李積率一萬五千名步、騎兵在西嶺布陣，長孫無忌率奇兵一萬一千人從山北穿越峽穀，衝擊高麗軍陣後，李世民親率四千步、騎兵，偃旗息鼓，登上北山。高麗北部耨薩高延壽中計大敗，高麗軍被斬首兩萬餘級，安市城之戰後，高麗舉國震驚，後黃城、銀城等地軍民皆棄城而逃，數百裏內斷絕人煙。
唐軍回師繼續猛攻安市城，守軍憑堅城固守，安市百姓聞知李積奏請克城後坑殺全城男女老幼，皆全力支援守城士卒，致使唐軍久攻不下。最終因遼東氣候轉寒，草枯水凍，軍隊及戰馬難以久留，且糧草將要耗盡，李世民於是下令班師。李積與李道宗率步、騎軍四萬殿後。唐軍回師後，朝廷錄功封李積的一個兒子為郡公。
夏州都督喬師望、右領軍大將軍執失思力大破薛延陀多彌可汗，薛延陀內部發生動亂，多彌可汗隨後遭回紇等部攻敗。李世民也趁機派軍進擊薛延陀，薛延陀諸部大驚，騷亂不已。多彌可汗逃奔阿史德時健部落，後被回紇攻殺。薛延陀餘眾七萬餘口向西潰逃，擁立真珠可汗之侄咄摩支為伊特勿失可汗，伊特勿失遣使上書朝廷，請求在鬱督軍山北麓保聚駐牧，李世民派李積與兵部尚書崔敦禮前往安撫。李積抵達鬱督軍山後，薛延陀部落首領梯真達官率部下投降，咄摩支往南逃竄到荒穀，李積派通事舍人蕭嗣業招慰其部屬，咄摩支隨即投降，被送至長安。此時，薛延陀殘部仍搖擺不定，李積縱兵追擊，前後斬首五千餘級，俘獲男女三萬餘人。
李世民臥病，對李治說：“你對李積沒有什麽恩惠，朕現在準備貶他為外官。朕死後，你應當授給他仆射之職，他就蒙受了你的恩惠，必定為你盡死力。”於是，派李積出任疊州都督。李治即位當月，召他入朝拜洛州刺史，接著又加封開府儀同三司，命李積任同中書門下，參與執掌機要事務，冊拜為尚書左仆射。
李積上表請求免除自己仆射的職務，李治還是命他以開府儀同三司之職執掌政事。李積被冊拜為司空，李治命令為他畫像，還親自為畫像作序，李治又下詔，特許李積乘小馬出入三省，每日由一名小官奉命迎送。
李治欲廢王皇後，立昭儀武氏為皇後，怕朝中大臣反對，於是召李積與長孫無忌、於誌寧、褚遂良等顧命大臣前往商議，李積稱病不到，而褚遂良堅決反對“廢王立武”。事後，李治暗中詢問李積說：“朕打算立武昭儀為皇後，褚遂良固執己見，以為不可。褚遂良是顧命大臣，這件事應該怎麽辦呢？”李積回答說：“這是陛下的家事，何必更問外人！”李治自此堅定了“廢王立武”的決心，而李積也因此得到了李治和武皇後的信任。
李積跟從李治到東都洛陽，在路上得病，李治親自慰問。李治東封泰山，封李積為封禪大使，隨駕前行，途中在滑州住宿，李積的姐姐很早守寡，住在李積的舊宅，武皇後親臨她的住所慰問，賜其衣服，封她為東平郡君，李積又墜馬傷腳，李治親自下問，把自己乘坐的馬賜給他。
淵蓋蘇文病死，其子泉男生繼掌國事，泉男生的兄弟泉男建、泉男產趁機發難，驅逐泉男生，泉男生投奔唐朝，懇求唐朝發兵相助。李治先遣右驍衛大將軍契苾何力為遼東道安撫大使，右金吾衛將軍龐同善、營州都督高侃為行軍總管，以泉男生之子泉獻誠為鄉導，一同進討高句麗。李治任命李積為遼東道行軍大總管兼安撫大使，司列少常伯郝處俊擔任副手，龐同善、契苾何力等一並受李積調遣。
李積首先攻拔為“高麗西邊要害”的新城，並趁勢揮軍進擊，連陷十六座城。泉男建派兵襲擊尚在新城的龐同善、高侃，被左武衛將軍薛仁貴擊敗，高侃進軍至金山，交戰不利，高麗趁勝進攻，薛仁貴引兵迎擊，大破高麗軍，斬首五萬餘級，攻陷南蘇、木底、蒼岩三城，與泉男生會師。
薛仁貴攻陷高麗重鎮扶餘城，扶餘川等四十餘城陸續投降，泉男建又派兵五萬救援扶餘城，與李積在薛賀水遭遇。李積合軍交戰，大敗高麗軍，斬獲三萬餘人，乘勝攻取大行城，與唐軍各部會合。李積率唐軍進至鴨綠柵，奮力擊破高麗軍，追擊二百裏，攻陷辰夷城，高麗各城都驚駭不安，許多人離城逃走，前來向唐朝投降的人絡繹不絕。契苾何力率先抵達平壤城下，李積隨即領兵來到，對平壤形成合圍之勢。
經過一個多月等戰鬥，高麗王高藏派泉男產等人持白幡投降，李積以禮相待，而泉男建仍閉門抵抗。不久後，僧人信誠開門接納唐軍，李積趁勢進攻，一舉攻陷平壤，擒獲泉男建。至此，高麗滅亡，此戰，唐朝共獲五部、一百七十六座城、六十九萬七千戶口，將其劃分九個都督府、四十二州、一百縣，設安東都護府統管高麗舊地。
李積凱旋而歸後，李治讓李積先將高藏和泉男建等人先在昭陵舉行獻俘儀式。獻俘禮儀結束後，李積“具軍容，奏凱歌”，整軍入京，在太廟再次舉行獻俘儀式。李治親臨含元殿，舉行受俘儀式，李治在南郊祭天，以宣告平定高麗，李積擔任亞獻。
李積被加授為太子太師，增賜封邑連同以前的有一千一百戶。這一年，李積臥病，李治封李積的弟弟、晉州刺史李弼為司衛正卿，讓他能夠在京城照看兄長的病。李積病逝，享年七十六歲，李治聞訊後為之悲哭，下令輟朝七日，冊贈李積為太尉、揚州大都督，賜諡號“貞武”，又賜給棺木，允其陪葬於昭陵，命司平太常伯楊日方監護喪事。
到下葬當日，李治親臨未央宮故城，登上宮樓為他送葬，望著靈車痛哭，太子李弘跟隨李治送葬，悲痛到極點，使隨從都深受感動。李治命令百官送葬到未央舊城西北，所築的墳依西漢名將衛青、霍去病的先例為準，仿照陰山、鐵山及烏德鞬山建築，以此表彰李積擊敗突厥、薛延陀的功勞。
李積之孫李敬業，起兵討伐武則天，武則天於是追削李積等人的官爵，將其掘墓砍棺，恢複本姓徐氏。李積與開府儀同三司張行成、揚州大都督許敬宗、尚書右仆射馬周一同配享唐高宗廟廷。唐中宗李顯複位，下詔恢複李積的官爵，並重新為他起墳改葬。
李積成為武成王廟中配享的十位曆代名將之一，同時代被列入“武廟十哲”的隻有衛國公李靖一人而已。唐德宗評定前代功臣，李積等二十四人被定為第一等，朝廷敕：“國初以來將相功臣。名跡崇高。功效明著者。宜差次分為二等”，經過評定，李積等三十四人被定為功臣上等。
隋朝末年，遷居到滑州衛南縣，徐世積家本是富豪，史稱其“家多僮仆，積栗數千鍾”，徐世積與其父徐蓋都是樂善好施之人，救濟貧苦人，不管關係親疏。十七歲的徐世積見天下已亂，就近參加了翟讓的瓦崗軍，勸說翟讓：“附近是您與我的家鄉，鄉裏鄉親，不宜侵擾。宋、鄭兩州地近禦河，商旅眾多，去那裏劫掠官私錢物非常方便。”翟讓稱善，於是在運河上劫取公私財物無算，有錢就不缺人，不久兵眾大振，有徒眾一萬餘人。
隋朝遣名將張須陀率兩萬多人討伐，翟讓驚恐之下，企圖逃走，徐世積予以製止。瓦崗軍采取誘敵深入、伏兵襲擊的戰術，將隋軍全部殲滅，張須陀亦戰死。蒲山公李密參與楊玄感反叛，兵敗逃亡，徐世積與浚儀人王伯當知道李密為天下英雄，一同勸說翟讓奉李密為主，以收買人心，擴大影響。
李密自稱魏公，大封官爵，徐世積被授為右武候大將軍，統領本部。隋朝令江都通守王世充等率軍討伐李密，徐世積使用奇計，在洛水兩岸幾次大敗王世充，李密因此封他為東海郡公。當時，河南、山東大水，饑民遍地，隋朝賑給不周，每天餓死數萬人，徐世積向李密進言：“天下大亂，本是為饑。如果我們攻陷黎陽國倉，大事可成矣。”李密聽計，派徐世積帶五千人，自原武渡黃河，掩襲黎陽倉的隋朝守軍，當日攻克，開倉招民眾隨便領糧，十天之間，就招募到兵士二十多萬人。
此後，瓦崗軍內部發生矛盾，翟讓在宴會時，為李密殺死。混亂中，在場的徐世積也被士卒砍了一刀，身受重傷，王伯當急忙喝止，徐世積才得以幸免。李密為穩定人心，派大將單雄信前往撫慰翟讓舊部，將其分別歸屬於徐世積、單雄信、王伯當麾下。
宇文化及在江都弑殺煬帝楊廣，李密派徐世積征討叛將王德仁，以報其殺房彥藻之仇，徐世積擊敗王德仁，迫使其投降唐王李淵。徐世積守黎陽倉，宇文化及率軍四麵攻城，形勢危急，李密親領五百騎兵馳援，徐世積亦從城中向外挖地道，忽然現身城外，兩軍裏應外合，大敗宇文化及，迫使其解圍而去。太府卿元文都等擁立越王楊侗在洛陽稱帝，皇泰主派使者赦免李密等人，徐世積被重新授為右武侯大將軍，受命討伐宇文化及。
李密被王世充擊敗，聚集餘眾歸順唐朝，李密原來所統領的屬地都由徐世積接管。徐世積對長史郭孝恪說：“魏公已經歸附大唐，如今這裏的人民土地，是屬魏公所有，我如果上表獻出它們，就是借主人的失敗得利，自己為自己邀功，用來求取富貴，是我認為恥辱的。現在應當一五一十地記錄州縣的名稱數量和軍民的戶口，全部報告魏公，讓魏公自己獻給朝廷，這樣就是魏公的功勞了。”於是派使者致信李密，使者初到朝廷，李淵聽說徐世積沒有奏表，隻寫信給李密，頗感奇怪。待到使者把徐世積的本意告知李淵，李淵才大悅道：“徐世積感懷主人的恩德、推辭功勞，確實是純臣。”下詔封他為黎陽總管、上柱國，封萊國公，又加授右武候大將軍，改封曹國公，並被賜姓李氏，“附宗正屬籍”，再賜良田五十頃、上等宅第一所，徐世積自此改名李世積。
河北軍閥竇建德進攻相州，山東道安撫大使、淮陽王李神通率軍逃至黎陽，竇建德攻陷黎陽，李蓋與李神通、魏徵、同安公主等人一同被俘。李世積率領數百騎兵渡河撤離，但因李蓋被俘，隻得返回投降，竇建德將李蓋作為人質，仍讓李世積鎮守黎陽。李世積想要歸順唐朝，但又擔心此舉將禍及其父，他私下與郭孝恪商議後，決定先為竇建德立功，取得其信任，再行圖謀。不久後，李世積在獲嘉襲敗王世充所部，多有斬獲，竇建德因此對他頗為親近，在取得竇建德的信任後，成功勸說他親征河南，企圖借機將其殺死。但竇建德的妻子產子，他因此遲遲未起程，李世積既不能襲取竇建德，謀殺竇建德部將曹旦的計劃又泄漏，隻得與郭孝恪率領幾十名騎兵歸降唐朝。
李世積隨秦王李世民大敗宋金剛，又隨李世民討伐王世充，奉命接管管州。鄭國太子王玄應企圖攻取管州，李世積將其擊退，李世積又派郭孝恪勸降鄭國榮州刺史魏陸，陽城、汴州也相繼來降。鄭國的鄭州司兵沈悅請求獻出虎牢關降唐，李世積夜間埋伏軍隊接應，占領了虎牢關，抓獲了鄭國的荊王王行本。又參與擊擒竇建德、降伏王世充，唐軍整軍回朝，李淵論功行賞，李世民為上將，李世積為下將，與李世民等二十六人一同身穿金甲、乘著兵車到太廟去報捷。李蓋也從洺州與裴矩等人一起入朝，李淵見到他們後非常高興，恢複了李蓋的官爵。竇建德舊部劉黑闥率軍數萬進逼宗城，李世積棄城逃往洺州，被劉黑闥追上，損失步軍五千人，“僅以身免”。
李世積在洺水之戰中，擊敗劉黑闥部將高雅賢，李世民進擊自稱魯王的徐圓朗，連取十餘座城池，迫使江淮義軍首領杜伏威入朝。李世民鑒於局勢初定，留李世積與淮安王李神通、行軍總管任瑰等繼續討伐徐圓朗，自己則班師回朝，經連續升遷，他官拜左監門大將軍。之後，徐圓朗又占據兗州反叛，朝廷授李世積為河南道大總管，前往討伐。不久後，李世積便擒獲徐圓朗，斬其首級獻給朝廷，兗州就此平定。李淵命李世積與趙郡王李孝恭、嶺南道大使李靖、懷州總管黃君漢一同討伐江淮義軍首領輔公祏。
李孝恭、李靖率領水師沿長江而下，李世積率領步兵一萬渡過淮水，攻取輔公祏占據的壽陽，直抵峽石，輔公祏的部將陳正通率兵兩萬屯駐在梁山，又派他的大將馮惠亮統帥水師三萬，用鎖鏈連接大戰船，以阻斷長江的航路。陳正通還在長江西岸構築堡壘，分守水陸兩路，以此抵禦唐軍，李靖等首先攻破陳正通、馮惠亮等人所駐的博山、青林等地，旋即進兵丹楊。輔公祏聞訊後大驚，企圖率殘部棄城東逃。李世積乘勝追擊，在武康縣將其斬殺，並分別捕殺其餘黨，江南自此平定。
李世民即位，拜李世積為並州都督，賜封邑九百戶，李世積為避李世民之諱，又去除姓名中“世”字，改名為李積。李世民接受了代州都督張公瑾的建議，決定出擊東突厥，命兵部尚書李靖為定襄道行軍總管，以張公瑾為副，發起了強大的軍事攻勢。李積被授為通漠道行軍大總管，與華州刺史柴紹、靈州大都督薛萬徹等統率十幾萬軍隊，都接受李靖的統帥，諸將分道出擊突厥。
李靖率精騎三千夜襲定襄，頡利可汗誤判唐軍兵力，倉促北撤至戈壁沙漠邊緣，其部眾多有叛離。李積從雲中出發，在白道與頡利可汗軍遭遇，唐軍奮力衝殺，突厥潰不成軍，頡利可汗戰敗後，向西逃往鐵山，收集殘部數萬人，派使者求和，朝廷命鴻臚卿唐儉、將軍安修仁前去安撫突厥。
李積與李靖會師，二人商議說：“頡利雖然戰敗，人馬還多，如果走過沙漠，得到九姓鐵勒的庇護，道路遙遠險阻，就很難追上他們了。如今下詔派唐儉到那裏去，突厥必定放鬆戒備，我們隨後去襲擊，這樣就可以不戰而平定賊寇了。”李靖握著手腕高興地說：“您的這番話，就是韓信滅田橫的策略啊。”於是一起定計，李靖率兵連夜出發，李積領軍跟進。李靖行軍至磧口，突厥四處潰逃。頡利率部眾一萬多人想逃過沙漠，被李積阻攔。突厥的大酋長率領自己的部落一起投降李積，李積在俘獲五萬多人後順利回師。
晉王李治遙領並州大都督，朝廷授李積為金紫光祿大夫，代理並州大都督府長史。其後，李積因父喪離職，在不久又獲起用，官複原職，改封為英國公，世襲蘄州刺史。當時，朝廷所封的世襲刺史都隻是掛名，不到州郡就任，於是他又以並州大都督府長史的官職遙領太子左衛率。
李積在並州任職共十六年，令行禁止，頗為稱職，李世民曾對侍臣說：“隋煬帝不能選賢安民，隻知道築長城來防備突厥，對世情的認知糊塗至此。朕現在委任李積在並州，就使突厥畏懼他的威名逃走。邊塞安靜，難道不是遠遠地勝過築長城嗎？”
李積被征調入朝，任兵部尚書，他尚未赴任，正遇上薛延陀真珠可汗派其子大度設聯同同羅、仆骨、回紇、靺鞨、霫等部族，領軍二十萬南侵突厥俟利苾可汗阿史那·思摩。思摩率部眾進入長城，退守朔州，並派使向唐朝告急。朝廷命營州都督張儉統率所部直逼薛延陀東境，李積被授為朔州道行軍總管，率步卒六萬、騎軍一千二百人屯駐羽方，與靈州道行軍總管李大亮、涼州道行軍總管李襲譽等分兵抵禦。
大度設率三萬騎兵追擊思摩不得，卻遭逢李積所率唐軍，大度設大驚，急忙自赤柯濼北撤。李積挑選所部及突厥的騎兵共六千人，穿越直道、白道川，在青山追上薛延陀軍。大度設在諾真水勒兵備戰，戰陣橫亙十裏，突厥騎兵先與之交戰不利，大度設乘勝追擊，射死唐軍戰馬眾多。李積命騎兵下馬，持長槊直衝，大破薛延陀軍，斬首三千餘級，俘獲五萬餘人及馬一萬五千匹，大度設獨自逃走。李積回師定襄後，又與州兵夾擊叛亂的突厥思結部，俘獲其百姓一千餘口以及眾多馬、羊。戰後，李世民封李積的一個兒子為縣公。
皇太子李承乾與漢王李元昌、駙馬都尉杜荷、兵部尚書侯君集等人勾結，企圖謀反。李世民得知後，將李承乾幽禁別室，命李積與司徒長孫無忌、司空房玄齡、特進蕭瑀等共同審問此案。李世民在與李積、長孫無忌、房玄齡等商議後，決定晉王李治為太子，其後，朝廷改授李積為太子詹事兼左衛率，加位特進、同中書門下三品。李世民對他說：“朕的兒子剛當上太子，你原來是他的長史，如今把宮中的事情委托給你，所以有這樣的任命。雖然委屈了你的階位、資曆，希望你不要見怪啊。”唐太宗命人畫二十四功臣圖於淩煙閣，李積名列其中，位於第二十三名。
李世民認為高麗大莫離支淵蓋蘇文弑君殘民、“侵暴鄰國”，準備派軍征討，諫議大夫褚遂良予以反對，李積則說：“當年薛延陀進犯，陛下想要發兵討伐，因魏徵諫阻而作罷，使之直到今日仍為禍患。那時如果采用陛下的策略，北疆可保安寧。”李世民表示同意，並即將親征。李世民任命刑部尚書張亮為平壤道行軍大總管，率水軍自萊州渡海攻平壤；李積為遼東道行軍大總管，領步、騎軍六萬以及蘭、河二州的外族降軍進攻遼東，張、李兩軍協力並進。
李世民親征高麗，李積率所部抵達幽州，與各路唐軍會合。之後，李積從柳城進軍，大張聲勢，表麵上作出要通過懷遠鎮的假象。暗中卻派部隊北上直趨甬道，出其不意，進攻高麗。李積從通定渡過遼水，抵達玄菟，高麗人大為驚駭，各城都閉門自守。此時，遼東道副大總管、江夏王李道宗及營州都督張儉相繼到達，張儉更直趨建安城，大敗高麗軍。李積與李道宗合攻蓋牟城，陷城後俘獲百姓兩萬多口、糧食十多萬石。
隨後，李積直抵進至遼東城下，李道宗率四千騎兵擊高麗四萬援軍，眾將都不認可，唯有李積同意。但在交戰中，因行軍總管張君乂率先退走，致使唐軍處於不利的境地。此時，李道宗收攏殘軍，登上高處，發現高麗軍陣混亂，於是縱兵進擊，李積也引軍助戰，大破高麗軍，斬首一千餘級。李積圍攻遼東十二日後，李世民抵達遼東前線，親率精兵會師，最終將其攻陷。此役，唐軍共殺敵一萬餘人，又俘獲高麗軍一萬多人、百姓四萬口，李積又轉攻白岩城西南，迫使其城主歸降。
之後，李積參與圍攻安市城，李世民設計將高麗援軍誘至安市城東南，唐軍依山為陣。又命李積率一萬五千名步、騎兵在西嶺布陣，長孫無忌率奇兵一萬一千人從山北穿越峽穀，衝擊高麗軍陣後，李世民親率四千步、騎兵，偃旗息鼓，登上北山。高麗北部耨薩高延壽中計大敗，高麗軍被斬首兩萬餘級，安市城之戰後，高麗舉國震驚，後黃城、銀城等地軍民皆棄城而逃，數百裏內斷絕人煙。
唐軍回師繼續猛攻安市城，守軍憑堅城固守，安市百姓聞知李積奏請克城後坑殺全城男女老幼，皆全力支援守城士卒，致使唐軍久攻不下。最終因遼東氣候轉寒，草枯水凍，軍隊及戰馬難以久留，且糧草將要耗盡，李世民於是下令班師。李積與李道宗率步、騎軍四萬殿後。唐軍回師後，朝廷錄功封李積的一個兒子為郡公。
夏州都督喬師望、右領軍大將軍執失思力大破薛延陀多彌可汗，薛延陀內部發生動亂，多彌可汗隨後遭回紇等部攻敗。李世民也趁機派軍進擊薛延陀，薛延陀諸部大驚，騷亂不已。多彌可汗逃奔阿史德時健部落，後被回紇攻殺。薛延陀餘眾七萬餘口向西潰逃，擁立真珠可汗之侄咄摩支為伊特勿失可汗，伊特勿失遣使上書朝廷，請求在鬱督軍山北麓保聚駐牧，李世民派李積與兵部尚書崔敦禮前往安撫。李積抵達鬱督軍山後，薛延陀部落首領梯真達官率部下投降，咄摩支往南逃竄到荒穀，李積派通事舍人蕭嗣業招慰其部屬，咄摩支隨即投降，被送至長安。此時，薛延陀殘部仍搖擺不定，李積縱兵追擊，前後斬首五千餘級，俘獲男女三萬餘人。
李世民臥病，對李治說：“你對李積沒有什麽恩惠，朕現在準備貶他為外官。朕死後，你應當授給他仆射之職，他就蒙受了你的恩惠，必定為你盡死力。”於是，派李積出任疊州都督。李治即位當月，召他入朝拜洛州刺史，接著又加封開府儀同三司，命李積任同中書門下，參與執掌機要事務，冊拜為尚書左仆射。
李積上表請求免除自己仆射的職務，李治還是命他以開府儀同三司之職執掌政事。李積被冊拜為司空，李治命令為他畫像，還親自為畫像作序，李治又下詔，特許李積乘小馬出入三省，每日由一名小官奉命迎送。
李治欲廢王皇後，立昭儀武氏為皇後，怕朝中大臣反對，於是召李積與長孫無忌、於誌寧、褚遂良等顧命大臣前往商議，李積稱病不到，而褚遂良堅決反對“廢王立武”。事後，李治暗中詢問李積說：“朕打算立武昭儀為皇後，褚遂良固執己見，以為不可。褚遂良是顧命大臣，這件事應該怎麽辦呢？”李積回答說：“這是陛下的家事，何必更問外人！”李治自此堅定了“廢王立武”的決心，而李積也因此得到了李治和武皇後的信任。
李積跟從李治到東都洛陽，在路上得病，李治親自慰問。李治東封泰山，封李積為封禪大使，隨駕前行，途中在滑州住宿，李積的姐姐很早守寡，住在李積的舊宅，武皇後親臨她的住所慰問，賜其衣服，封她為東平郡君，李積又墜馬傷腳，李治親自下問，把自己乘坐的馬賜給他。
淵蓋蘇文病死，其子泉男生繼掌國事，泉男生的兄弟泉男建、泉男產趁機發難，驅逐泉男生，泉男生投奔唐朝，懇求唐朝發兵相助。李治先遣右驍衛大將軍契苾何力為遼東道安撫大使，右金吾衛將軍龐同善、營州都督高侃為行軍總管，以泉男生之子泉獻誠為鄉導，一同進討高句麗。李治任命李積為遼東道行軍大總管兼安撫大使，司列少常伯郝處俊擔任副手，龐同善、契苾何力等一並受李積調遣。
李積首先攻拔為“高麗西邊要害”的新城，並趁勢揮軍進擊，連陷十六座城。泉男建派兵襲擊尚在新城的龐同善、高侃，被左武衛將軍薛仁貴擊敗，高侃進軍至金山，交戰不利，高麗趁勝進攻，薛仁貴引兵迎擊，大破高麗軍，斬首五萬餘級，攻陷南蘇、木底、蒼岩三城，與泉男生會師。
薛仁貴攻陷高麗重鎮扶餘城，扶餘川等四十餘城陸續投降，泉男建又派兵五萬救援扶餘城，與李積在薛賀水遭遇。李積合軍交戰，大敗高麗軍，斬獲三萬餘人，乘勝攻取大行城，與唐軍各部會合。李積率唐軍進至鴨綠柵，奮力擊破高麗軍，追擊二百裏，攻陷辰夷城，高麗各城都驚駭不安，許多人離城逃走，前來向唐朝投降的人絡繹不絕。契苾何力率先抵達平壤城下，李積隨即領兵來到，對平壤形成合圍之勢。
經過一個多月等戰鬥，高麗王高藏派泉男產等人持白幡投降，李積以禮相待，而泉男建仍閉門抵抗。不久後，僧人信誠開門接納唐軍，李積趁勢進攻，一舉攻陷平壤，擒獲泉男建。至此，高麗滅亡，此戰，唐朝共獲五部、一百七十六座城、六十九萬七千戶口，將其劃分九個都督府、四十二州、一百縣，設安東都護府統管高麗舊地。
李積凱旋而歸後，李治讓李積先將高藏和泉男建等人先在昭陵舉行獻俘儀式。獻俘禮儀結束後，李積“具軍容，奏凱歌”，整軍入京，在太廟再次舉行獻俘儀式。李治親臨含元殿，舉行受俘儀式，李治在南郊祭天，以宣告平定高麗，李積擔任亞獻。
李積被加授為太子太師，增賜封邑連同以前的有一千一百戶。這一年，李積臥病，李治封李積的弟弟、晉州刺史李弼為司衛正卿，讓他能夠在京城照看兄長的病。李積病逝，享年七十六歲，李治聞訊後為之悲哭，下令輟朝七日，冊贈李積為太尉、揚州大都督，賜諡號“貞武”，又賜給棺木，允其陪葬於昭陵，命司平太常伯楊日方監護喪事。
到下葬當日，李治親臨未央宮故城，登上宮樓為他送葬，望著靈車痛哭，太子李弘跟隨李治送葬，悲痛到極點，使隨從都深受感動。李治命令百官送葬到未央舊城西北，所築的墳依西漢名將衛青、霍去病的先例為準，仿照陰山、鐵山及烏德鞬山建築，以此表彰李積擊敗突厥、薛延陀的功勞。
李積之孫李敬業，起兵討伐武則天，武則天於是追削李積等人的官爵，將其掘墓砍棺，恢複本姓徐氏。李積與開府儀同三司張行成、揚州大都督許敬宗、尚書右仆射馬周一同配享唐高宗廟廷。唐中宗李顯複位，下詔恢複李積的官爵，並重新為他起墳改葬。
李積成為武成王廟中配享的十位曆代名將之一，同時代被列入“武廟十哲”的隻有衛國公李靖一人而已。唐德宗評定前代功臣，李積等二十四人被定為第一等，朝廷敕：“國初以來將相功臣。名跡崇高。功效明著者。宜差次分為二等”，經過評定，李積等三十四人被定為功臣上等。