李仁師祖籍中國廣東省雷州市客路鎮後坑仔村。其父親李浴日，是民國時期中國著名軍事學家，與浙江蔣百裏、雲南楊傑同為中國軍事學巨擘，馳名海內外。
1950年隨父母遷臺。1961年畢業於臺灣大學機械工程專業，1963年和1965年分別獲得美國加州理工航空工程碩士和博士學位，1966—1969年在UCSD馮元禎教授的實驗室攻讀博士後。
2003年之前，他在弗吉尼亞大學生物醫學工程專業任教34年，並擔任了13年的生物醫學工程系主任。1995—1996年當選為美國生物醫學工程學會會長。
目前，他是Global Monitors公司（GMI）的CEO，並兼職加州大學聖地亞哥分校生物工程教授。他是美國醫學和生物工程學院的院士，1995-1996年，擔任生物醫學工程學會主席。
因在微循環生物力學方面的研究和對生物醫學工程專業的貢獻，他在1998年和2002年兩度獲得生物醫學工程學會頒發的Distinguished Lecture Award。他在血管力學、循環和呼吸系統物質運輸、微血管指示劑稀釋方法及血容量控制領域發表了大量的文章和專著。他出版了超過70篇的著作，獲得5個專利。
據知情人說，1944年，李仁師曾隨母親賴瑤芝女士返雷州，在雷州住過近壹年。這次是他67年來第二次返雷州。