李恆為西夏國宗室後裔，先祖姓于彌氏，唐朝末年賜姓李。祖父西夏廢太子李德任。其父李惟忠自幼為蒙古親王所撫養，官至達魯花赤。移相哥妃收為養子。李恆因告發李璮反叛，忽必烈嘉其功，授淄萊路奧魯總管。至元七年（1270年）為萬戶，改宣武將軍，從伐宋，破樊城、襄陽，功遷明威將軍、宣威將軍等。伯顏東下滅宋，他留鎮鄂州（今湖北武漢）。1277年，李恆親率大軍入援江西，文天祥兵敗，退往循州（舊治在今廣東龍川西）。李恆次年攻下廣州。至元十六年（1279年）初，李恆與張弘範會師，在厓山海戰大破宋軍，取得決定性勝利。

至元二十二年（1285年），李恆從鎮南王脫歡攻安南，中毒箭死。朝廷贈銀青榮祿大夫、平章政事，諡武愍；再贈推忠靖遠功臣、太保、儀同三司，追封滕國公。