在一次宮廷派對上，漢武帝命歌唱家李延年試唱新聲變曲，李延年躬身上場，隨著音樂飄然起舞，歌唱道：
北方有佳人，絕世而獨立；
一顧傾人城，再顧傾人國。
寧不知傾城與傾國，佳人難再得！
漢武帝聽得入神，禁不住感嘆說：“唱的好啊，人世間難道真有這樣的女子嗎？”他的姐姐平陽公主在一邊，她悄悄告訴武帝，李延年有個妹妹極美，唱的大概就是她。
漢武帝動心，召來李延年的妹妹，果然能歌善舞，是一個絕世佳人。漢武帝非常喜歡，收入宮中，是為李夫人。
大約一兩年之後，也就是公元前121年左右，李夫人生下了一個男孩。可紅顏薄命，沒多久她便染上了疾病，臥床不起。
漢武帝去看她，她捂著被子，不讓漢武帝看她憔悴的花容，說：““妾久寢病，形貌毀壞，不可以見帝。只願把孩子及我兄弟託付給陛下。”漢武帝再三要求看她一眼，她始終不答應，說：““婦人貌不修飾，不見君父。”
李夫人去世之後，漢武帝非常悲傷，命令保留李夫人住過的宮殿，不準人動她的遺物；他又讓人畫李夫人的像，懸掛在甘泉宮中。
秋天的時候，武帝思念李夫人，來到她住過的宮殿看望；但見李夫人穿過的衣服依舊無聲地掛在那裡，殿前臺階上覆上了一層塵土，空房內清冷而寂寞，緊閉的窗戶上沾掛著枯黃的落葉。他不僅觸景生情，作《落葉哀蟬曲》：
羅袂兮無聲，玉墀兮塵生。
虛房冷而寂寞，落葉依於重扃。
望彼美之女兮，安得感餘心之未寧？
漢武帝的這首詩悽美哀婉，讀之令人動容。美國有個叫龐德的詩人，看過這首詩後非常激動，他運用意象派的手法，用英文對這首詩進行了改寫，標題為《劉徹》：
綢裙的窸瑟再不復聞，
灰塵飄落在宮院裡。
聽不到腳步聲，
亂葉 ，飛旋著，
靜靜地堆積，
她，我心中的歡樂，
睡在下面。
一片潮溼的樹葉粘在門檻上。
龐德改寫的這首詩發表後，受到一致好評，有人譽之為美國詩歌史上的傑作，尤其那最後一句，被認為可以與他的代表作《地鐵站上》中的句子媲美——“人群中這些面龐的閃現；/溼漉的黑樹幹上的花瓣。””
公元前119年，來自齊地的方士李少翁，說他能用法術召來李夫人的鬼魂。漢武帝非常期待，按照李方士的要求，在夜裡設帷帳，張燈燭，陳酒肉以招魂。李少翁裝模作樣作法，武帝坐在另外的帷帳中，遙見有個像李夫人一樣的女子，影影綽綽在帷帳內活動，但一會就消失不見了。漢武帝極為悲傷垂淚，寫相思詩《李夫人歌》：
是邪，非邪？
立而望之，
翩何姍姍其來遲！
他下令樂府的樂工，給這首短詩譜上曲子，以管琴樂伴奏唱給他聽。而每次聽，無不惆悵動容，後來情到深處，他又專門寫了一首悼念李夫人的賦，寄託自己的深切哀思。
另外需要說一下，李夫人去世不久，漢武帝便依約重用了她哥哥李延年，封其為協律都尉，佩帶二千石印信。
李夫人的兒子劉髆，後來被封為昌邑王。
李夫人的這個兒子大家不熟悉，但他的孫子大家應當不陌生——劉髆有個兒子名叫劉賀，後來貶為海昏侯，他墓地的考古挖掘，被列為“2015年度全國十大考古新發現”之一，出土的眾多文物讓全世界驚羨。
