日讲起居注官，教习庶吉士。逾年，以母病乞归省。二十七年，至京。初，光地与侍读学士德格勒善，于上前互相称引。上召德格勒与诸词臣试乾清宫，以文字劣，镌秩。旋掌院库勒讷劾其私抹起居注事，下狱论罪。诏责光地，光地引罪，乞严谴，上原之。寻擢兵部侍郎。三十年，典会试。偕侍郎博霁、徐廷玺，原任河督靳辅勘视河工。三十三年，督顺天学政。闻母丧，命在任守制。光地乞假九月回里治丧。御史沈恺曾、杨敬儒交章论劾，上令遵初命。给事中彭鹏复疏论光地十不可留，目为贪位忘亲，排诋尤力。乃下九卿议，命光地解任，在京守制。三十五年，服阕，仍督顺天学政。三十六年，授工部侍郎。

三十七年，出为直隶巡抚。初，畿辅屡遭水患，上以漳河与滹沱合流易汎滥，命光地导漳自故道引入运河，杀滹沱之势。光地疏言：“漳河现分为三：一自广平经魏、元城，至山东馆陶入卫水归运；一为老漳河，自山东丘县经南宫诸县，与完固口合流，至鲍家嘴归运；一为小漳河，自丘县经广宗、钜鹿合于滏，又经束鹿、冀州合于滹沱。由衡水出献县完固口复分为两支：小支与老漳河合流而归运，大支经河间、大城、静海入子牙河而归淀。今入卫之河与老漳河流浅而弱，宜疏濬；其完固口小支应筑坝逼水入河，更于静海阎、留二庄挑土筑堤，束水归淀，俾无汎滥。”诏报可。寻奏霸州、永清、宛平、良乡、固安、高阳、献县因濬新河，占民田一百三十九顷，请豁免赋额，从之。通州等六州县额设红剥船六百号，剥运南漕，每船给赡田，遇水旱例不蠲免，光地奏请援民田例概蠲免之。三十九年，上临视子牙河工，命光地于献县东西两岸筑长堤，西接大城，东接静海，亘二百馀里；又于静海广福楼、焦家口开新河，引水入淀：由是下流益暢，无水患。四十二年，上褒其治绩，擢吏部尚书，仍管巡抚事。四十三年，给事中黄鼎楫、汤右曾、许志进、宋骏业、王原等合疏劾光地抚绥无状，致河间饥民流入京畿，并宁津县匿灾不报状。光地疏辨，引咎乞罢，诏原之。再疏辞尚书，不许。寻疏劾云南布政使张霖假称诏旨，贩鬻私盐，得银百六十馀万，霖论斩，籍没。

四十四年，拜文渊阁大学士。时上潜心理学，旁阐六艺，御纂硃子全书及周易折中、性理精义诸书，皆命光地校理，日召入便殿揅求探讨。四十七年，皇太子允礽以疾废，命诸大臣保奏诸皇子孰可当储位者。尚书王鸿绪等举皇子允禩，上切责之。询光地何无一言，光地奏：“前者皇上问臣以废太子病，臣奏言徐徐调治，天下之福，臣未尝告诸人也。”光地被上遇，同列多忌之者，凡所称荐，多见排挤，因以撼光地。抚直隶时，御史吕履恆劾光地于秋审事任意断决，上察其不实，还其奏。给事中王原劾文选郎中陈汝弼受赃，法司论绞，汝弼，光地所荐也。上察其供证非实，下廷臣确核，得逼供行贿状，汝弼免罪，承谳官降革有差，原夺官。

光地益敬慎，其有献纳，罕见于章奏。江宁知府陈鹏年忤总督阿山，坐事论重辟，光地言其诬，鹏年遂内召。两江总督噶礼与巡抚张伯行互讦，遣大臣往讯，久不决。嗣诏罢噶礼，复伯行官，光地实赞之。桐城贡士方苞坐戴名世狱论死，上偶言及侍郎汪霦卒后，谁能作古文者，光地曰：“惟戴名世案内方苞能。”苞得释，召入南书房。其扶植善类如此。

五十二年，与千叟宴，赐赉有加。顷之，以病乞休，温旨慰留。越二年，复以为请，且言母丧未葬，许给假二年，赐诗宠行。五十六年，还朝，累疏乞罢，上以大学士王掞方在告，暂止之。五十七年，卒，年七十七，遣恆亲王允祺奠醊，赐金千两，谥文贞。使工部尚书徐元梦护其丧归，复谕阁臣：“李光地谨慎清勤，始终一节，学问渊博。朕知之最真，知朕亦无过光地者！”雍正初，赠太子太傅，祀贤良祠。