李廣的名氣要比馮唐大的多，文帝十四年（前166），匈奴人大舉侵入，李廣以良家子弟的身份參軍抗擊匈奴，因為他善於騎射，斬殺敵人首級很多，所以被任為漢朝廷的中郎。李廣曾隨從皇帝出行，常有衝鋒陷陣、抵禦敵人以及格殺猛獸的事，文帝說：“可惜啊！你沒遇到時機，如果讓你正趕上高祖的時代，封個萬戶侯那還在話下嗎！”從這件事來看，皇帝還是很看重他的。
到景帝即位後，李廣任隴西都尉，又改任騎郎將。吳、楚七國叛亂時，李廣任驍騎都尉，隨著從太尉周亞夫反擊吳、楚叛軍，在昌邑城下奪取了敵人的軍旗，立功揚名。可是由於梁孝王私自把將軍印授給李廣，回朝後，朝廷沒有對他進行封賞，調他任上穀太守。當時梁王有窺視帝位的野心，李廣缺乏政治上的敏感，引起了當朝皇帝的疑忌。
記得有一次，皇帝派了一位宦官跟李廣熟悉與匈奴戰事，這位宦官帶領幾十多名騎兵，遇到三個匈奴人，就與他們交戰，三個匈奴人回身放箭，射傷了宦官，幾乎殺光了他的那些騎兵。宦官逃回到李廣那裏，李廣於是帶上一百名騎兵前去追趕那三個匈奴人。親自去射殺那三個人，射死了兩個，活捉了一個，把俘虜捆綁上馬之後，卻遠遠望見幾千名匈奴騎兵。他們看到李廣，以為是誘敵之騎兵，都很吃驚，跑上山去擺好了陣勢。李廣的百名騎兵也都大為驚恐，想回馬飛奔逃跑。李廣說：“我們離開大軍幾十裏，依現在這樣的形勢看來，我們這一百名騎兵隻要一跑，匈奴就要來追擊射殺，我們會立刻被殺光的。現在我們停留不走，匈奴一定以為我們是大軍來誘敵的，必定不敢攻擊我們。”李廣向騎兵下令：“前進！”騎兵向前進發，到了離匈奴陣地還有大約二裏的地方，停下來，下令說：“全體下馬解下馬鞍！”騎兵們說：“敵人那麼多，並且又離得近，假如有了緊急情況，怎麼辦？”李廣說：“那些敵人一直認為我們會逃跑，現在我們要做好充分的準備解下馬鞍表示不逃，這樣的話就能使他們更堅定地相信我們是誘敵之兵。於是匈奴騎兵終於是不敢前來攻擊的。有一名騎白馬的匈奴將領出陣來監護他的士兵，李廣及時上馬和十幾名騎兵一起奔馳，射死了那騎白馬的匈奴將領，之後又回到自己的騎兵隊裏，解下馬鞍，讓士兵們都放開馬，隨便躺臥。這時正值日暮黃昏，匈奴軍隊一直覺得奇怪，不敢進攻。時至到半夜，匈奴兵又認為：漢朝有伏兵在臨近，想趁夜偷襲他們，因而匈奴就領兵撤離了。
當武帝即位後。左右近臣都認為李廣是位很有實力的名將，於是李廣由上郡太守調任未央宮禁衛軍長官。後來又任命為將軍，出雁門關進攻匈奴。匈奴兵非常的多，打敗了李廣的軍隊，並生擒了李廣。單於時常就聽到有關李廣很有才得的話語，下令說：“俘獲李廣一定要活著送來。”匈奴騎兵俘虜了李廣，當時李廣受傷並生病了，他們就把李廣放在兩匹馬中間，裝在繩編的網兜裏躺著。走了十多裏，李廣假裝死去的樣子，斜眼看到他旁邊的一個匈奴少年騎著一匹好馬，這時李廣突然一縱身跳上匈奴少年的馬，趁機把少年猛推下去，奪了他的手中的弓，打馬向南飛馳數十裏，重又遇到他的殘部，於是帶領他們進入關塞。匈奴出動追捕的騎兵幾百名來追趕他，李廣一邊逃一邊拿起匈奴少年的弓射殺追來的騎兵，因此才能逃脫。朝廷把李廣交給執法官吏。執法官判決李廣損失傷亡太多，他自己又被敵人活捉，應該斬首，李廣用錢物贖了死罪，削職為民。
李廣和已故穎陰侯灌嬰的孫子灌強他們一塊隱居在蘭田，經常到南山中打獵。一天夜裏他帶著一名騎馬的隨從外出，同別人一起在田野間飲酒。回來的時候走到霸陵亭，霸陵尉喝醉了，大聲嗬斥，禁止李廣通行。李廣隨從說：“這是前任李將軍。”亭尉說：“現任將軍尚且不許通行，何況是前任呢！”便扣留了李廣，讓他停宿在霸陵亭下。沒過多久，匈奴入侵殺死遼西太守，打敗了韓將軍（韓安國），韓將軍遷調右北平。於是天子就召見李廣，任他為右北平太守。李廣立即請求派霸陵尉一起赴任，到了軍中就及時把他殺了。
李廣正直豁達，為官清廉，如果得到賞賜的話，他就分給他的下屬，飲食總與士兵在一起。李廣一生到死，做二千石俸祿的官共四十多年，家中沒有多餘的財物，一直也不談及家產方麵的事。李廣身材高大，兩臂如猿，他最擅長的就是射箭，即便是他的後代子孫或外人向他學習，從未有人能趕上他的。李廣話語較少，語言遲鈍，與別人在一起時就跪在地上畫軍陣，之後比射箭，按射中較密集的行列還是較寬疏的行列來定罰誰喝酒。他專門以射箭為消遣，一直到老死。李廣帶兵，遇到缺糧斷水的地方，當士兵還沒有完全喝到水，李廣就不去靠近水；看到士兵還沒有完全吃上飯，李廣一口飯也不嚐。李廣對士兵寬厚和緩不苛刻，所以眾多士兵都愛戴他，樂於為他所用。李廣是位明智的人才，就拿他射箭的方法來說：看見敵人逼近，如果不在數十步之內，估計射不中，就不發射。隻要一發射，敵人立即隨弓弦之聲倒地。因此他領兵有幾次被困受辱，射猛獸也曾被猛獸所傷。