武德元年(618年)，李渊接受隋恭帝的禅位，在长安太极殿即皇帝位，建立唐朝。正式称帝后，李渊为了稳固李唐统治，分封宗族男丁魏王，其中他堂兄的儿子李道玄被封为淮阳王。
公元604年，李道玄出身，这一年杨广登基。李道玄的爷爷是隋朝夏州总管李绘，李渊是他的堂叔。他的性格谨慎笃厚，举止文雅，从小就跟着堂哥李世民一起玩，感情很深。大业十三年(617年)，李渊在晋阳起兵反隋，李道玄自幼习武，很是勇猛，自然受到重要，初任柱国。后来李渊建立唐朝，李道玄被封为淮阳王，授任右千牛卫大将军。这一年，李道玄刚刚十五岁。
在这之后，李道玄便跟随李世民四处征战，学到了堂哥身先士卒、冲锋陷阵的作风。武德三年(620年)，在跟随李世民攻打刘武周的部将宋金刚时，李道玄率先冲入敌阵，起到一个很好的表率作用。李世民知道此事后，十分惊奇，赏赐了他一千段布帛。之后李道玄又跟着李世民攻打王世充，屡战皆胜。
李道玄最勇猛的时刻是在武德四年(621年)对阵窦建德的一战。当时数量落后的唐军一度形势不利，李世民派轻装骑兵引诱窦建德军，李道玄则率兵在道路边埋伏。窦建德军刀后，李道玄率领伏兵追击，配合大军，击败窦建德。同年七月，王世充被唐军所杀。李道玄的军事才能成长迅速，不久后被任命为洛州总管，很快就获得了独当一面的机会。然而就在第二年，他就因为队友的背叛而战死沙场。
武德五年(622年)七月，窦建德的部将刘黑闼在定州起兵作乱，李渊任命李道玄作为河北道行军总管负责讨伐。双方主力在下博相遇，李道玄继续发挥身先士卒的作风，决定由自己率领轻骑兵先行突击，副将史万宝率领主力随后跟进。但史万宝心怀鬼胎，他对史万宝不服，甚至想用他来做饵引诱敌人，于是按兵不动，没有跟进。
李道玄孤军深入敌营，得不到后续支援，最终战败阵亡。目睹将领内斗带来的惨剧，史万宝手下的士兵也都失去斗志，唐军因此打败，李道玄也被刘黑闼所杀，年仅十九岁。李世民得知这一消息后，深感痛惜，不禁痛哭流涕，他自责道："道玄常从吾征伐，见吾深入贼阵，心慕效之，以至于此。"李渊追赠李道玄为左骁卫大将军，谥号为壮。
李道玄想像李世民那般在万军之中横行无忌，但他忽略了一点，李世民之所以敢这么做是因为他的身后有一群绝对可靠的伙伴保驾护航。李道玄身边没有这样的梦幻班底，只有一个与自己不和的副将，这种没有强有力后盾的冲锋，只是白白送死。