李之藻与徐光启交往甚深，同从意大利人利玛窦游。万历二十六年（１５９８）进士，授官平禄寺少卿、知州、太仆寺卿、南京工部员外郎等职。万历二十九年（１６０１）从传教士利玛窦习天文﹑数学﹑地理等科学。万历三十一年（１６０３）任福建学政。万历三十三年（１６０５）以工部分司之职赴山东章丘治河。万历三十六年（１６０８）任开州（今河北濮阳）知州，兴水利，治州城。用西洋算法查核隐匿钱谷之弊，政绩斐然。万历三十八年（１６１０）入天主教。翌年（１６１１）丁父忧回籍。万历四十一年（１６１３）改任南京太仆寺少卿。上疏请译西洋历法、开馆局以翻译西学。　万历四十三年（１６１５）迁高邮制使，治南河，成绩显著。天启元年（１６２１）清军陷辽沈，以徐光启荐，任光禄寺少卿兼工部都水清吏司事，上疏力主仿制西洋铳炮，以固防务。天启三年（１６２３）二月遭劾，以太仆寺少卿调任南京，寻罢官回籍。从事译述。崇祯二年（１６２９）新设历局以修正历法，得起复。次年（１６３０）六月到局视事，旋病卒于任所，终年６５岁。

３０岁时（１５８５），曾作《中国十五省地图》，甚精确。后在利玛窦处见到《世界全图》，即翻译刻制《万国地图》屏风。万历三十五年（１６０７），与利玛窦同译《浑盖通宪图说》２卷，次年（１６０８）又译成《圜容较义》１卷。与利玛窦再同译《同文算指》１１卷，至四十一年（１６１３）译成，计分前编２卷、通编８卷、别编１卷，与徐光启译《几何原本》同为中国编译西方数学最早的重要著作，是中国介绍欧洲笔算的第一部著作，　是以克拉维乌斯的算数书和程大位算法统宪为基础编写的，　在数学史上占有重要地位。　天启间（１６２１—１６２７），与葡萄牙人傅汛际合译亚里斯多德名著《寰有铨》６卷、《名理探》１０卷。《名理探》为逻辑学在我国最初之译本。此外尚有译著《经天盖》、《简平仪说》（熊三拔著）、《坤舆万国全图》、《天文初函》等１０余部，撰有关于数学、历算等的序、跋、奏、疏３０余篇，对介绍西方科学作出重要贡献。

他还协助徐光启修订《大统历》，万历四十一年（１６１３），李之藻上奏“西洋天文学论十四事”，请开馆局翻译西法，未果。崇祯二年（１６２９）五月初一日食，《大统历》、《回回历》均有预测，而以徐光启根据《西洋新法历书》预测最为精确。七月，诏开历局，命徐光启、李之藻督修。吸收欧洲历法优点，补《大统历》之所失，编撰新历《崇祯历书》（李、徐先后去世，由李天经于崇祯七年最后完成），奠定我国现行农历基础。

主要著作还有《浑盖通宪图说》等，均收在自辑的《天学初函》五十二卷中。