李圆通，京兆泾阳人。自幼孤苦贫贱，在隋文帝家做差役。文帝为隋公，擢升李圆通为参军事。当初，文帝年少时，每次宴请宾客，总是李圆通负责监厨。李圆通生性威严整肃，身边的婢女奴仆，都敬重畏惧他。只有太子的乳母自恃受宠，看不起李圆通，食物还没有供给客人，就常常有所请求。李圆通不答应，乳母有时就自顾拿去。李圆通十分愤怒，怒叱掌厨的人，扌扇了他几十个耳光，叫喊声响彻房内，僚属和身边的人替他担心，大惊失色。客人离开后，文帝知道了这件事，召见李圆通，命他就座，赐给他食物，自此独自善待李圆通，认为他足堪担当大任。
文帝为丞相，赐李圆通怀昌男爵。授任帅都督之职，晋封爵位新安子，视为心腹。李圆通力大快捷，擅长武功。周朝诸王素来畏惧文帝，伺机对文帝下手，托赖李圆通的保护，多次得以幸免。文帝非常感谢李圆通，因此让他参与政事，授予相国外兵曹之职，依旧兼领左亲信。很快授上仪同之职。文帝受禅即位，任李圆通为内史侍郎，兼任左卫长史，晋爵位为伯。历任左右庶子，给事黄门侍郎、尚书左丞，兼任刑部尚书，深得文帝的信任。讨伐陈国之战，以行军总管之职跟从杨素出兵信州道，平陈后因功晋位大将军，改封万安县公，任扬州总管长史。秦孝王杨俊仁厚宽柔，沾沾自喜，缺少决断，府中之事大都由李圆通裁决。入京任司农卿，改任刑部尚书，此后又任并州长史。秦孝王因奢侈获罪，李圆通也连坐免官。很快又任检校刑部尚书事。仁寿年间，因功勋依旧晋爵为郡公。
隋炀帝继位，李圆通任兵部尚书。炀帝巡幸扬州，以李圆通留守京师。判处宇文述将田地还给百姓，宇文述向炀帝告李圆通接受贿赂。炀帝恼怒，因此而将李圆通免官。李圆通忧愁恐惧，疾病发作而死。追赠柱国，封爵等一切如旧。
儿子李孝常，大业末年，任华阴令。唐高祖武德初年，因响应高祖举义旗之功，封为义安王。