李氏，中山人，汉武帝刘彻的宠妃，西汉著名音乐家李延年、贰师将军李广利之妹，李季之姐。平民出身，与父母兄弟均通乐舞，都是以歌舞为职业的艺人，由平阳公主推荐给汉武帝，获封夫人，深得汉武帝的宠幸，并为汉武帝生下儿子昌邑哀王刘髆。产后不久，李夫人病死，因其有儿子，以皇后之礼安葬。汉武帝驾崩，霍光缘上雅意，以李夫人配祭汉武帝宗庙，追加尊号为孝武皇后。
李氏，出身于普通平民家庭，曾是舞伎，和她的父母兄弟均精通音乐、舞蹈，都是以歌舞为职业的艺人。
李夫人的兄长李延年，因犯法受宫刑，然后到宫中担任养狗的职务，李延年因擅长音乐歌舞，而受到汉武帝刘彻的宠爱，每次演唱新作，听众无不感动。
有一次，李延年陪汉武帝起舞，唱道：“北方有佳人，风姿绝世，亭亭玉立，回眸一望能倾覆城池，回首再望能倾覆国家，岂不知倾城倾国的祸患，只因为佳人难再得！”汉武帝叹息说：“好！世上真有这样的美人吗？”汉武帝的姐姐平阳公主，对汉武帝说李延年的妹妹李善长舞蹈，汉武帝便召见李夫人，见到李夫人后，发现她果然是美丽善舞，心里很喜欢她，将她纳入宫中为妃。
从此，李夫人得到汉武帝的宠幸，并为汉武帝生下一子，即昌邑哀王刘髆。
后来，李夫人病重，汉武帝亲自前去探望她，李夫人蒙着被子辞谢道：“妾长期卧病，容颜憔悴，不可以见陛下，希望能把儿子和兄弟托付给陛下。”汉武帝说：“夫人病重，大概不能痊愈，让我见一面再嘱托后事，岂不快哉？”李夫人说：“妇人容貌未曾修饰，不可以见君父。妾不敢以轻慢懈怠的态度见陛下。”汉武帝说：“夫人如见我一面，将加赠千金的赏赐，而且授予你的兄弟尊贵的官职。”李夫人说：“授不授尊官都在于陛下，不在于见妾一面。”汉武帝还是坚持一定要见她，李夫人便转过脸去叹息流泪，不再说话，汉武帝不高兴地起身离开了。
汉武帝走后，李夫人的姐妹责备她说：“贵人您为什么不可以见一见陛下以嘱托兄弟呢？难道这样痛恨陛下吗？”李夫人说：“我之所以不愿见陛下，正是为了能确实地托付兄弟之事。我因为容貌美好，得以从微贱地位获得宠爱。以美色事人者，色衰则爱意松懈，爱懈则恩义断绝。陛下之所以还能念念不忘来看我，正因为我平生美好的容貌，现在如见到我容貌毁坏，颜色非故，一定会厌恶抛弃我，还怎么会记得怜悯录用我的兄弟呢！”
不久，李夫人去世，汉武帝以皇后的礼仪将她安葬。
李夫人病逝后，汉武帝思念不已。
武帝梦到李夫人后，想与李夫人再见一面，便找来方士设坛作法，武帝在帐帷里看到烛影摇晃，隐约见一身影翩然而至，却又徐徐离去，便凄然写下：是邪？非邪？立而望之，偏何姗姗其来迟。武帝又自作赋以寄恨焉。
李夫人因年少早死，汉武帝怜闵她，命画师将她的容貌画下来挂在甘泉宫。
后来，汉武帝任命李夫人的兄长李广利，为贰师将军，封海西侯，李延年为协律都尉。
汉武帝去世，汉武帝少子刘弗陵继位，为汉昭帝。汉昭帝继位后，由大将军霍光辅佐朝政，由于陈皇后与卫皇后均被武帝废黜，霍光依照汉武帝的平素意愿，在宗庙中以李夫人配享祭祀，并追加尊号为孝武皇后。