毕业于上海复旦大学法律系，并于抗战期间参加国立政治大学前身的中央干部学校研究班，随后又于美国哥伦比亚大学教育学院取得教育学硕士学位，并于国立政治大学担任教授。李焕在对日抗战爆发之后，即担任国民党青年工作及宣传要职，在1946年至1948年担任《沈阳日报》的报社社长，之后即进入国民党中心，1948年开始担任国民党青年部副处长、随后担任救国团主任秘书、副主任、主任；青辅会委员、主任委员。1976年10月被王幸男以国语辞典制作成的炸弹邮包炸伤手指。1977年发生中坜事件，导致作为发动者许信良（之后当选桃园县县长）任职党部时期的直属长官、时任国民党组织工作会主任的李焕被迫下台，导致政战系统的王升权力也因此扩大，当时有所谓“李换（焕）王升（升）”之说。李焕担任过一段时间的中国电视公司董事长，后来南下高雄，出任国立中山大学在台复校后的首任校长，俞国华组阁时担任“教育部长”。蒋经国逝世之前，李焕出任国民党秘书长一职。于1989年至1990年间，曾经短暂担任一年的“行政院长”，到达政治生命高峰。有传二月政争期间，时任总统李登辉为迫使其下台，故任命“国防部长”郝柏村为新任阁揆，以反对李焕的反弹。此后仅有酬庸式的“总统府资政”，以及国民党中常委、中评会主席团主席等职务。当年李焕与郝柏村、邱创焕、马英九等国民党保守派支持把“国民大会”转型为类似美国的选举人团来选举总统，而非民意支持的公民直选。国民党有不少人物和官员是李焕所提拔，例如前“考试院长”许水德、连战内阁时的“行政院秘书长”，精省后的首任台湾省主席赵守博、前桃园县长与前民进党主席许信良等人。2007年3月17日，李焕在出家门要参加会议时不慎摔倒，眉骨、鼻翼、人中的部分多处伤痕，缝了30几针后并无大碍。2010年12月2日19时37分，李焕因肺炎、呼吸衰竭合并多重器官衰竭在台北荣民总医院病逝，享年93岁，而隔天正是其子李庆华的生日。

李焕夫人潘香凝，为首届国大代表，于2001年病逝。育有二男二女，长子李庆中、长女李庆珠皆担任过公职，次子李庆华及二女李庆安则为民意代表，两人皆曾担任过“立法委员”。

台湾行政机构前负责人李焕2010年过世，有周刊报道他留下大笔存款、名画、珠宝，价值至少上亿元(新台币，下同)，引来4名子女争产。对此，李焕次子李庆华今天(28日)说，报道有关他与手足争产相关事项，皆属不实，他将对周刊及胞姐李庆珠提告。李庆安被指卖画李焕在国民党体系辈分极高，长子李庆中曾任“环保署副署长”、长女李庆珠曾任“侨委会处长”、次子李庆华是现任“立委”、小女李庆安已丢掉“立委”职务。该周刊报道，李焕生前将大笔现金存在李庆中名下，或两人联名账户中，已被发现在账户内的现金达五六千万元，李庆华等弟妹是在整理李焕遗物时才在保险箱内发现汇款单据，埋怨父亲偏心。李焕也收藏张大千等大师名画，报道指在李焕生前最后一段时间，李庆安进入李焕家时陆续清出名画卖出，卖了四五千万元。报道指为主导遗产分配，李庆华请律师拟同意书，要李焕把部分财产交给他处理，但兄妹质疑同意书在李焕不省人事时所立，不具法律效力；为让同意书有效力，李庆华希望在马英九探视李焕时，李焕清醒过来，证明父亲并非陷入昏迷，但李焕未在马英九探视时清醒，让李庆华大失所望。对马英九探视李焕无端陷入风波，马英九办公室说不评论。报道称四兄妹主动申报遗产税，各缴纳100多万元遗产税，证明他们都有权利分李焕所有财产；报道并指李庆珠一直干扰遗产分配。对遗产风波，李庆华发声明，指他与李庆中、李庆安于2006年在李永然律师见证下与李庆珠断绝关系，并指周刊对李庆安卖画指控不符事实。李庆华：争产报道不实 将提告另据台湾“中央社”报道，国民党籍“立法委员”李庆华今天说，周刊报道有关他与手足争产相关事项，皆属不实，他将对壹周刊及胞姐李庆珠提告。李庆华上午偕胞妹、前“立委”李庆安及律师林宪同、前“立委”李敖召开记者会，直指李庆珠是周刊报道的幕后黑手，败坏李焕清誉。李庆华、李庆安还出示李焕在台北荣总住院期间在律师及医护人员见证下出具的海外账户确认书、李焕自行卖出大师张大千的签名收据与李庆安亲笔签名的四维路眷舍动产所有权放弃声明书等，证明《壹周刊》报道不实。林宪同则说，在受委托处理李焕遗产事宜时，李庆珠才是不配合、杯葛的人。李敖则说，李焕生前所有的张大千及草书大家于右任的画、字，都属于“应酬性质”，不是珍品，就他来看没有什么价值。李庆珠没有回应李庆华、李庆安昨晚受访，李庆华指周刊报导背后影武者是李庆珠，“家门不幸啊！她在报复我们三兄妹和她断绝关系”“整篇报导都是谎言！”李庆安也说整篇报导是李庆珠“无中生有、兴风作浪”，“父亲的画作都是他自己管理，我绝对没有私自处理！”李焕次子李庆华的委任律师林宪同昨受访时说，目前已完成遗产清点，至于如何分配，因保险箱内有黄金、珠宝等，要四子女自行协商“若无法达到共识，只好走司法途径，由法官来分配。”李庆华、李庆安表示，整篇报道是长女李庆珠兴风作浪。