李宗恩生于1894年9月26日，江苏常州人。早年入上海震旦学校学习法文，后赴英国留学。1920年，他毕业于英国格拉斯哥大学，获医学学士和化学学士学位。1922年，他在伦敦大学伦敦卫生和热带病学院获得热带病学和卫生学博士学位。1921年4月至9月，参加英国皇家丝虫病委员会赴西印度考察热带病，随后任职于格拉斯哥西部医院，至1923年回国。1923年至1937年任职于北平协和医学院，历任助教、准教授、副教授、襄教授、教授。1937年全面抗战爆发后，李宗恩奔赴西南参加抗战工作，筹建了贵阳医学院，并于1938年至1947年5月担任校长和热带病学教授。
抗战胜利后，李宗恩于1947年5月31日就任北平协和医学院校长，主持复校工作。1948年获选为第一届中央研究院院士。中华人民共和国建国后，李宗恩历任北京协和医学院校长、中华医学会副会长。1957年，李宗恩被错划为“右派”，随后到昆明医学院工作。1962年，李宗恩病逝于昆明。
