李時珍是蘄州（今河北蘄春）人，出生在一個醫生世家，他的祖父和父親都是蘄州有名的醫生。父親李聞言對藥草很有研究，他所開的處方和配製的草藥，治病療效很高。李時珍從小就受到父親的熏陶，父親每次采藥回來他都要問問這個藥草叫什麼名字，那個藥草有什麼功效，能治什麼病，還經常同夥伴們上山采藥。日積月累，各種草藥的名稱、采摘、炮製方法及其作用、效力，他都掌握了。他的醫藥知識也不斷地豐富了。
在封建社會，民間醫生的社會地位是很低的，上流社會的人根本看不起醫生。李時珍的父親雖然自己是醫生，卻不想叫李時珍再當醫生讓人瞧不起，就要李時珍讀書應科舉考試，走科舉這條路能取得功名，光耀門楣。其實李時珍對醫藥興趣濃厚，哪想去讀書做官呢？但父命也不能違抗。在父親的督促下，李時珍十四歲中秀才，後來三次參加舉人考試都落榜了。別人都說：“這麼聰明好學的孩子沒考取，真太可惜了。”而李時珍卻沒有灰心喪氣，一心想當個好醫生，為窮苦百姓治病，對醫道和藥方的鑽研更加刻苦。
幾次鄉試落榜以後，李時珍就正式跟著父親學醫了。正好在這一年，家鄉鬧了一場洪水災害，水退了之後，疫病流行。李時珍父子日夜奔忙，救治百姓。生病的大多數是窮人，李時珍父子對窮人都有一片同情心，窮人找他們看病，總是精心治療，不計報酬。老百姓對他們高明的醫術和高尚的醫德滿口稱頌，都說他們父子是窮人的好醫生。
李時珍一邊行醫治病，一邊鑽研醫術，他閱讀了大量的醫藥書籍，從中汲取了豐富營養。明朝以前，古代醫書就已經有不少了，其中影響最大的是漢代的《神農本草經》，這些書還滿足不了李時珍的需要，他借經常給一些王公貴族看病的機會，從這些藏書比較多的人家借閱圖書。他的醫學知識不斷豐富，醫術越來越高明，名氣也越來越大，請他看過病的人，到處宣傳說李醫生人好醫術高，附近州縣沒有不知道李時珍的，有個大病小災的都來請李醫生去看。
有一次，封武昌的楚王的兒子得了抽風病，楚王府的醫官治不好，楚王急得不得了。後來有人告訴楚王，說李時珍能治好這種病。楚王聽了就趕快派人去請李時珍。李時珍來到王府，根據自己的臨床經驗，看看王子的臉色，號了號脈，確認這是因腸胃不好引起的。找到了病因，就好對症下藥，李時珍開了一個藥方，王子沒吃兩劑，病就好清了。
楚王對李時珍感激不盡，經過三番五次的挽留，把李時珍留在王府。
明世宗一共在位45年，但很少關心國事，隻是整天盡情享樂，可又怕自己將來會老死，享受不到這快活的日子，那真是太可惜了。於是他就設法尋找長生不老的藥方，並信了道教，想借神仙的力量幫助自己實現願望。
為了使自己不會老死，明世宗於1556年下訟叫各地官員向朝廷推薦名醫。這時李時珍正好在楚王府裏，楚王為了向明世宗討好，就將李時珍推薦給朝廷。這一年，李時珍被調到京城太醫院醫官。
明世宗雖然招羅了天下各地名醫，但對醫學並不重視，還是想做道場、煉金丹，認為這些才是使自己長生不老的真正途徑。李時珍對明世宗這一套不信科學、隻講迷信的做法看不慣，而且自己本來的意願是要為窮苦百姓治病，呆在太醫院裏實在沒意思。因此，一年多後，他就辭官回鄉了。
李時珍在回鄉的路上，順便到許多名山大川去遊覽。他並不是到各處去欣賞景色，而是為了他的醫學，為了對草藥的研究，要把他所掌握的草藥的藥用性質都搞清楚。一天他到了武當山（在今湖北境內），聽說山上出產一種叫榔梅的“仙果”，吃了可以使人返老還童，宮廷貴族都當作寶貝，當地老百姓不得采摘，地方官每年都要將這裏的“仙果”千裏迢迢送到京城，進貢朝廷。李時珍不相信會有那麼大功效的“仙果”。為了弄個明白，他冒著生命危險，攀登懸崖絕壁，采到一顆榔梅。把他帶回家仔細研究之後發現，榔梅跟一般梅子差不多，隻不過是一種鮮美可口、能夠止渴生津的水果。
李時珍在長期的醫療實踐中積累了豐富的醫藥科學資料，他發現一些醫書上的記載有不少是錯誤的，經過許多年代，人們又陸續發現不少古書上沒有記載的藥草，他就決心重新整理編寫一本更加實用可靠的藥書。從太醫院辭職以後，李時珍把大部分精力花在編寫書上，對藥草的功效一個一個地驗證，有的不好拿病人做試驗，就自己親自嚐試，有一次誤嚐了一種毒草，險些喪了性命。經常嚐試驗試後李時珍將其逐一地記下來。對搜集來的藥方進行一個個地篩選整理。共花了近30年的時間，終於寫成了著名的醫藥著作《本草綱目》。書裏共記載了1892種藥草，一萬多個藥方，為我國乃至世界醫藥科學作出了偉大的貢獻。
《本草綱目》是我國醫藥寶庫中一顆璀秈的明珠，成書以後，流傳到世界許多國家，被翻譯成日文、英文、德文、法文、俄文、拉丁文等多種文字，成為世界研究醫學的經典著作。