天宝十年，唐玄宗把他寻访到召入宫中，他献上了《明堂九鼎》的奏议，应制作了《皇唐圣祚》的文章，经常讲道谈经。唐肃宗是太子的时候，皇上诏令李泌和太子及王子们是布衣之交，被杨国忠忌恨，以他所作的《感遇》诗是诽谤时政为名设计陷害他，皇上诏令把他安置在蕲春郡。
天宝十二年，他母亲周氏死了，他回到家里，太子和王子们都派人去吊祭。不久安禄山攻破潼关，玄宗和肃宗分道出走，李泌曾经偷偷地作诗，有匡复国家的意思。虢王李巨是河洛节度使，他派人在嵩山少室找到李泌，赶上唐肃宗的手札送到，虢王备车马把李泌送到灵武。唐肃宗把李泌迎到卧室内，向他询问行止动静，和他共同商讨大计。于是收复了两都。李泌与皇上，睡觉则床对床，出门则马头并着马头。
代宗时，封李泌为广平王，任天下兵马元帅，并且授给他侍谋军国天下兵马元帅府行军长史的头衔，让他决定军事，仍然把他安置在宫中。崔圆、房琯从蜀地回来，传达玄宗旨意册立肃宗当皇帝，玄宗并把手诏、衣服、马、枕、被等东西赐给李泌。
李泌确实立了大功，但觉察到宠臣李辅国忌妒他的才能，觉得将要对己不利，就上表请求到衡山游历。皇上优先下诏批准了，给他三品官的俸禄。他在山里居住了好几年。一天夜里，他被贼寇加害，把他扔到深谷中。等到天亮，他就攀援别的路径走出来了。他被枯叶垫着，没受一点伤。
当初，肃宗在灵武的时候，曾经担忧李郭等将军们，他们都已经是三公宰相，已经尊崇敬重到了极点，担心收复失地之后再没有什么高官可以给奖赏他们了。李泌回答说：“以前的朝代，用封爵来表扬有功的人，用封官来任用有能的人。从尧舜到夏商周三代，都是这样做的。如果收复失地，可以赏给他们土地，也不过二三百户的一个小州，难道这还不能控制吗？”肃宗说：“很好。”于是李泌说：“至于我所希望的，就和别人不一样。”肃宗说：“为什么呢？”李泌说：“我不吃粮食没有家，对禄位和土地都没有欲望。我为陛下运筹帷幄，收复京城以后，只要能枕在天子的膝上睡一觉，让钦天监来奏报客星侵犯 帝座，能动一动天上星宿就满足了。”肃宗大笑。
等到皇帝向南进入扶风，每次停顿，皇帝一定让李泌率领部队先出发。由李泌清理行宫，收拾管键钥匙，奏报之后，肃宗才到。走到保定郡，李泌稍有懈怠，事先在院子里睡着了，肃宗来到，走进院子，不让人惊动李泌。皇帝上床，把李泌的头捧到自己膝上。好长时间李泌才醒。
皇上说：“天子的膝你已经枕了，攻克敌营收复失地的日子在什么时候？可以缩短时间酬报我。”李泌急忙起来谢恩。肃宗把着他，不让他起来。于是李泌回答说：“这次行动，在我看来，凭借着九庙的神灵，乘着陛下的威严，应该象这个郡的名称，一定是保定了。”
到达扶风之后，十天之中，西域河陇的军队都会齐了，在江淮一带征调的人马物品也都送到了，肃宗很高兴。
另外，肃宗曾经在一个夜晚，叫来颖王等三个弟弟，一同在地炉地毯上进食。因为李泌经常不吃粮食，肃宗常常亲自烧两个梨送给他。当时颖王依仗皇上对他好，硬要要那梨，肃宗不给，说：“你吃了一肚子肉，李先生不吃粮食，为什么争这点东西？”颖王说：“我们试一试皇上的心，为什么偏向他？不然，我们三个共要一个梨也行。”肃宗也不答应，另外让人拿来别的果品送给他们。三个弟弟又说：“我们因为那梨是皇上亲自烧的所以才要，别的果品有什么用？”接着又说：“李先生受到如此恩宠，请允许我们联句，作为以后的故事。”
颖王说： “先生年几许，颜色似童儿。”
其次信王说：“夜抱九仙骨，朝披一品衣。”
再次益王说：“不食千钟粟，唯餐两颗梨。”然后三个王子请皇上完成此诗。
肃宗便说： “天生此间气，助我化无为。”
李泌站起来致谢。肃宗又不让，说：“你住在山上，隐居在幽林之中，不参与人间的事；你住在宫内，秘密地谋划救国大计，把握神妙的机宜，你是镇守社稷的人。”
李泌受到的恩宠非常显著，所以元载、李辅国等人嫉妒他就象仇恨敌人。唐代宗即位之后，对李泌也经常有赏赐，宫中派出的宦官在通向李泌家的道上，交错纷繁地往来，另外称他为“天柱峰中岳先生”，赐给他朝见天子的玉简。然后又把他征入翰林院。元载上奏，贬谪他为朝散大夫检校秘书少监，做江西观察判官。元载被处死之后，李泌又被调回京城。后来他又受到常衮的嫉妒，任楚州剌史，还没有出发，改任丰朗二州的团练使，兼任御史中丞。后来他又调到杭州做剌史。