李彻，生性刚强坚毅，很有才干，仪表魁梧，多有武艺，大冢宰宇文护把他当作亲信，继而授任他为殿中司马，累次升迁到奉车都尉。宇文护因李彻忠厚有才，对他很是礼遇，宇文护的儿子中山公宇文训担任蒲州刺史时，宇文护命令李彻以本官身份跟随宇文训。不久，李彻升任为车骑大将军、仪同三司。
李彻跟随北周武帝宇文邕之子皇太子宇文赟西征吐谷浑，因立有军功，赐封爵位为同昌县男，食邑三百户。李彻跟随北周武帝攻占北齐的晋州，北周武帝班师后，李彻与齐王宇文宪驻兵于鸡栖原。北齐皇帝高纬率领大军到来，宇文宪引兵西上，以躲避其锋锐，高纬派其骁将贺兰豹子率领精锐骑兵追击宇文宪，双方大战于晋州城北，宇文宪战败，李彻和杨素、宇文庆等人力战，宇文宪的部队才得以保全。
李彻跟随北周武帝在汾水之北打败北齐军，乘胜攻占高壁，攻下晋阳，在冀州擒获北齐的任城王高湝，李彻都出了大力，连同李彻前后的功勋，朝廷加授他开府，另封他为蔡阳县公，食邑一千户。
北周武帝去世，宇文赟继位，是为北周宣帝，北周宣帝继位后，李彻跟随韦孝宽略定淮南，每次都当先锋。淮南平定后，朝廷授任李彻为淮州刺史，安抚那些刚刚归顺的人，很得他们的欢心。
杨坚受禅登基，建立隋朝，加授李彻为上开府，改任云州刺史，一年多后，调任左武卫将军。晋王杨广镇守并州后，朝廷选拔正直而有文才武略的人，作为他的僚属辅佐。隋文帝因李彻是前代旧臣，多掌军旅，下诏让李彻总管晋王府的军事，并进封爵位为齐安郡公。当时蜀王杨秀镇守益州，隋文帝对侍臣们说：“怎能得到文如王子相（王韶）、武如李广达那样的人呢？”李彻就是这样受到隋文帝的看重。
突厥的沙钵略可汗进犯隋朝边塞，隋文帝命令卫王杨爽为元帅，率部攻打突厥，以李彻为长史，官军在白道遭遇突厥，行军总管李充对杨爽说：“北周、北齐时期，就像战国时期一样，中原都被武力瓜分，由来已久。突厥每次侵犯边塞，诸将就以保全部队为上策，所以没有能够死战的。因此突厥胜多败少，所以每次轻视中原的军队。现在，沙钵略可汗带来国内的全部军队，占据险要之地，必然轻视我军而无防备。用精兵袭击他，可以破敌。”杨爽听从李充的话。诸将大多怀疑，只有李彻赞成这一计策，请求与军同行。李彻于是与李充率领精锐骑兵五千人，出其不意，袭击并大败突厥。沙钵略可汗丢下所穿的金甲，从草中潜逃。李彻因战功升任上大将军，沙钵略可汗因此向隋朝屈膝称臣。
不久，沙钵略可汗遭到阿拔侵犯，上书朝廷，请求增援，朝廷任命李彻为行军总管，率领精锐骑兵一万人前往援救沙钵略可汗。阿拔闻讯逃走，部队返回后，朝廷又让李彻兼任行军总管，驻扎在平凉，以防备胡人。封李彻为安道郡公。
晋王杨广转而镇守淮海后，任命李彻为扬州总管司马，改封为德广郡公，不久改封城阳郡公。此后突厥进犯边塞，李彻再次兼任行军总管，打败突厥。李彻随军攻打突厥，左仆射高颎因罪免职，因李彻一向与高颎交好，因此遭到隋文帝的疏远猜忌，不再受到重用。李彻后来口出怨言，隋文帝得知后，让李彻前来，在卧室内赐宴，酒席上谈到平生之事，李彻因此遭下毒毒死。
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