李神通，本名李寿，字神通，陇西成纪人，唐朝宗室名将，唐太祖李虎的孙子，隋朝海州刺史李亮长子，唐高祖李渊的堂弟。得知堂兄李渊晋阳起兵，跟随平阳公主割据鄠县响应，进入长安后，拜光禄大夫、宗正卿、郑国公。唐朝建立后，授右翊卫大将军、淮安郡王，出任山东道安抚大使，攻伐夏王窦建德，兵败被俘，逃脱回朝，迁河北道行台左仆射，随军平定刘黑闼和徐圆朗，拜左武卫大将军。唐太宗即位，授开府仪同三司，因病去世，时年五十三岁，获赠司空，谥号为靖，配享庙庭。
李神通，年少时轻财尚义，居住在长安，恰逢李渊在太原起兵，隋官搜捕李渊的同族人，李神通便逃亡到鄠县山区南部，李神通与长安大侠史万宝、河东人裴积、柳崇礼等人起兵响应李渊。
西域的胡族商人何潘仁进入司竹园为盗贼，拥有部众几万人，李渊第三女平阳公主派家奴马三宝去劝说何潘仁，和她一起去依附李神通。李神通和平阳公主、何潘仁合兵一处进攻鄠县，并将其攻克，李神通拥有部众超过一万人，于是自称关中道行军总管，任命史万宝为副手、裴积为长史、柳崇礼为司马，任命隋朝东城县长令狐德棻为记室。等到李渊渡过黄河后，李神通和平阳公主、段纶各自派遣使者迎接李渊，李渊任命李神通为光禄大夫，李神通长子李道彦为朝请大夫，李神通随同李渊平定长安，任职为宗正卿，掌管宿卫兵马。
李渊登基称帝，任命李神通为右翊卫大将军，爵位从郑国公进升为永康郡王，不久改封为淮安王，任命为山东道安抚大使，唐朝在山东各路的兵马都接受他的节制，以黄门侍郎崔干为山东道安抚副使。
李神通在魏县进攻宇文化及，宇文化及抵抗不住，向东逃往聊城，李神通攻克魏县，杀死、俘虏两千多人，带兵追击宇文化及到聊城，并包围聊城。李神通攻打聊城，宇文化及因军中粮尽，于是请求投降，李神通不予接受，崔干请求接受宇文化及的投降，李神通说大军长期暴露在外，如今宇文化及军粮尽计穷，马上就能取胜，应当力战攻下聊城，夺其财物以奖赏将士，如果接受他投降，那么用什么来作赏赐军队的费用呢？”崔干说窦建德将要抵达，如果还没有平定宇文化及，内外受敌，我军必然失败，怎么还能贪图财物而不接受投降，李神通大怒，把崔干囚禁在军中。
不久，宇文化及的弟弟宇文士及从济北运粮接济宇文化及，宇文化及的兵力逐渐恢复，于是又重新抵抗。李神通督率军队攻城，贝州刺史赵君德率先登上城墙，李神通嫉妒他的功劳，收兵不战，赵君德发怒，大骂下了城墙，于是未能攻克。李神通分遣兵卒前往魏县搬取攻城器械，被莘县的武装人员打败，恰逢窦建德的军队即将抵达，李神通于是率军撤退。两天后，窦建德攻取聊城，军势日益强大，山东州县都闻风响应，全部尽归窦建德，窦建德带领十余万兵力奔赴洺州，李神通闻讯，率领各路兵马退守相州。窦建德攻陷洺州，再次率领兵马开赴相州，李神通闻讯，率领各路兵马到黎阳投奔李世积。窦建德攻陷黎阳，俘虏李神通和李世积、魏徵、唐高祖的妹妹同安公主等人，迁都洺州，将李神通安置在下博，用宾客的礼节对待他。
后来，李神通与同安公主等人一同，从窦建德处回到唐朝朝廷，唐军消灭窦建德，李神通再次担任河北道行台尚书左仆射。唐朝在洺州设置山东道行台，任命李神通为山东道行台尚书右仆射，李神通率领关内兵众到冀州，与李艺兵合。又征发邢、洺、相、魏、恒、赵等州兵众共计五万多人，与刘黑闼在饶阳城南交战，李神通大败，兵马和军需物资损失三分之二。
朝廷派李神通率军攻打徐圆朗，秦王李世民攻打徐圆朗，夺取十几座城池，声势震动淮水、泗水地区，杜伏威很恐惧，请求入朝。李世民因淮河、济河之间已大致平定，让李神通与行军总管任瑰、李世积攻打徐圆朗，李神通跟随秦王李世民消灭刘黑闼，因功升任左武卫大将军。
李世民通过玄武门之变夺取帝位，李神通虽未参加玄武门之变的策划，但他素来与李世民关系友善，事发之前曾与李世民夜饮，并护送李世民返回府邸。唐太宗李世民与群臣当面议定开国元勋长孙无忌等人的爵位食邑，命陈叔达在宫殿下唱名公布，唐太宗李世民说：“朕分等级排列你们的功劳赏赐，如有不当之处，可以各自申明。”于是，各位将领纷纷争功，议论不休，李神通说：“我在关西起兵，首先响应义旗，而房玄龄、杜如晦等人只是捉刀弄笔，功劳却在我之上，我感到难以心服。”
唐太宗说：“叔父虽然首先响应义旗举兵，这也是自谋摆脱灾祸，等到窦建德侵吞山东，叔父全军覆没；刘黑闼再次纠集余部，叔父丢兵弃甲，望风脱逃。房玄龄等人运筹帷幄、决胜千里，使大唐江山得以安定，论功行赏，功劳自然在叔父之上。叔父您是皇族至亲，朕对您确实毫不吝惜，但不可循私情滥与有功之臣同等封赏。”
李神通担任开府仪同三司，赐封食邑五百户，在长安去世，时年五十四岁，朝廷追赠他为司空，谥号靖。唐太宗下诏让李神通与河间王李孝恭、郧节公殷开山、渝襄公刘政会配享唐高祖庙庭。