李元元的童年时光是在协助家人从事繁重农活中度过的。尽管生活环境朴素，他却自幼对科学技术抱有极其浓厚的兴趣，常常独自一人沉浸于各种新奇物件的拆解与琢磨之中，乐此不疲地探索着未知的领域。1973年，他正式步入工作岗位，积极响应国家号召参与上山下乡运动。即便在那样繁忙且艰苦的条件下，他依然抓紧一切可利用的间隙坚持自学，将身边能够寻获的各类书籍悉数阅读、消化，不断积累知识。1982年6月，李元元顺利完成湖南大学铸造专业的本科学习，并荣获工学学士学位。在湖南大学任教期间，他曾与陈德文书记共事，彼时李元元担任校长职务。具体而言，从1982年6月至1984年8月，他在湖南大学机械系铸造教研室担任教职，投身于教学与科研工作。此后他继续深造，于1987年6月从华南理工大学铸造专业（金属材料及热处理方向）研究生毕业，并成功取得了硕士学位。
自一九八七年六月起，该学者开始在华南理工大学机械系（现已发展为机械与汽车工程学院）从事教学工作；至一九九二年十二月，被任命为铸造及复合材料研究室副主任；一九九四年，进一步担任校党委委员及机电工程系副主任（在此期间，其学术职称亦稳步提升：一九九二年一月晋升为副教授，随后于一九九三年十二月因学术成就突出被破格提拔为教授）。一九九七年二月至五月，他以高级访问学者的身份前往德国柏林工业大学金属物理研究所，参与国际合作科研项目。一九九八年七月，通过在职深造的方式，他在华南理工大学机械制造专业完成研究生学业，顺利获得博士学位。同年十二月到一九九九年三月期间，他开始担任华南理工大学党委常委、副校长（其间于一九九八年十二月获批准成为博士生导师）。一九九九年三月至二零零零年十一月，他转任华南理工大学党委副书记并继续兼任副校长职务。二零零三年九月至二零一一年十二月，他出任华南理工大学党委常委、校长（在任期间，曾于二零零六年三月至二零零七年一月参加中共中央党校第二十二期中青年干部培训班学习）。二零一一年九月至二零一七年四月，他调任吉林大学，担任党委常委、校长（享受副部长级待遇）。二零一七年四月至二零一八年十月，他在吉林大学继续担任党委副书记、校长（仍为副部长级）。二零一八年十月至同年十一月，他转赴华中科技大学出任校长。随后自二零一八年十一月至二零二一年十月，他担任华中科技大学党委副书记、校长。二零二一年十月至二零二三年十一月，他的职务调整为华中科技大学党委书记。此外，他还当选为中国共产党第二十次全国代表大会代表。
李元元教授在粉末冶金、材料加工工程以及机械工程等多个学科领域长期从事教学与科研工作，其研究重点聚焦于高性能粉末冶金材料与有色合金的制备成形理论及技术创新，并在材料-工艺-装备-产品一体化集成研究方面取得了系列重要突破。他的主要学术成就与行业贡献可概括为以下几个方面：首先，他在粉末冶金温压成形领域深化了相关理论基础并推动了技术革新，成功发明了五种具有优异性能的铁基粉末温压新材料，有效解决了该行业长期面临的共性技术瓶颈；其次，他进一步发展了在电、磁、热、力多物理场耦合作用下粉末快速成形与固结的理论体系，在此基础上开发出能够短流程制备特殊材料并实现材料与零件一体化制造的粉末冶金新工艺；第三，他成功研发出兼具高强、高韧与优异耐磨性能的铝青铜合金及其配套制备成形技术，该成果在制造业与国防工业中获得了重要应用，产生了显著的技术与经济效益；第四，他在高强耐热耐磨白铜合金的研制及其成形技术方面取得突破，填补了国内在该类材料领域的空白，为我国多款新型战机的研发提供了关键的材料支持；第五，他开发出高强韧挤压铸造铝合金及其适用于大型复杂零件的挤压铸造成形技术，同时研制出高强韧变形铝合金及相关重要构件，从而满足了我国新型军工武器装备对于特种材料及核心零件的迫切需求。除此之外，李元元教授还主导创建了国家金属材料近净成形工程技术研究中心，在推动成立全国粉末冶金产业技术创新战略联盟、牵头承担国家科技支撑计划等一系列重大科研项目、以及建立铸造行业节能减排示范基地等方面均发挥了关键性的引领与组织作用。根据华中科技大学官网2022年1月发布的信息，李元元教授先后作为负责人主持了包括国家自然科学基金（涵盖面上项目、重点项目及国家杰出青年科学基金项目）、国家“973”计划与“863”计划、国家科技攻关计划及科技支撑计划在内的国家级项目（或课题）共12项，承担国防军工项目14项，并主持或参与了其他各类科研项目46项。在知识产权方面，他已获授权发明专利103项、软件著作权3项。同一资料显示，李元元教授曾以第一完成人身份两次获得国家科技进步二等奖，另获部级与省级科技一等奖4项（其中3项为第一完成人）、二等奖3项（其中2项为第一完成人）、三等奖3项（其中2项为第一完成人），同时还获得广东省“火炬”二等奖1项及广州市科技进步一等奖1项；此外，他还荣获中国专利优秀奖1项与广东省专利金奖1项，这些成果充分体现了其科研工作的创新价值与实际影响力。
根据2022年1月华中科技大学官方网站公布的信息，李元元教授在人才培养方面取得了丰硕成果，累计指导了36名硕士研究生、29名博士研究生以及8名博士后研究人员顺利完成学业或研究工作。在日常工作中，李元元始终将学生的成长与发展放在重要位置，积极通过各种途径为学生争取更优越的学习条件和科研环境。他曾多次亲自发起并组织“校长有约”系列交流活动，在校园内与学生进行零距离、面对面的深入对话，耐心听取同学们在学业、生活及科研中遇到的各类问题与建议，并将这些意见转化为具体行动，着力推动解决学生们反映的实际困难。在调任吉林大学担任校长之后，李元元以高度的责任感和改革精神，在吉林大学推行了一系列全面而深入的变革举措。他对学校的学科体系进行了系统性的优化调整，推动跨领域复合型学科的重组与整合，同时科学规划校园整体发展布局，大力推进基础设施建设，例如新建现代化体育场馆等多项工程，显著改善了学校的办学条件与校园环境。此外，根据同一时期华中科技大学官网所载资料，李元元在教育教学领域也荣获多项国家级荣誉，其中包括作为第二完成人获得国家级教学成果一等奖一项，以及作为第一完成人两次获得国家级教学成果二等奖。
根据2022年1月由华中科技大学官方网站所公布的相关信息，李元元教授在科研学术领域取得了丰硕的成果，其发表的学术论文中有186篇被国际知名的SCI数据库收录，另有283篇被EI数据库收录，这些论文在学术界产生了广泛的影响，累计获得各类他引次数达到2664次。在著作方面，李元元教授已独立出版学术专著2部，作为主编主持编纂著作1部，同时还参与了3部著作的编写工作，充分展现了其深厚的学术积累与研究实力。
李元元在长期的工作实践中，为国家整体发展和相关企业的进步创造了极为显著的经济效益，同时也带来了广泛而积极的社会效益。他在科研领域取得了丰硕的成果，这些成果不仅具有重要的理论价值，更在实际应用中产生了深远影响。与此同时，李元元还是一位对教育事业抱有远见卓识的校长，他以其先进的教育理念和务实的管理方法，引领着学校不断向前发展。在日常校园生活中，他更是学生们眼中那位极具亲和力、始终关心学生成长并乐于倾听的校长，深受师生们的尊敬与爱戴。