1950年，李世济考入上海第二医学院，1952年缀学，组织李世济剧团北上北京。程砚秋希望李世济学医，不要下海。但李世济坚持弃医从艺，程砚秋遂正式收李为徒。

　　1952年至1956年，李世济组织剧团，任团长兼主演。1956年至1979年，任北京京剧团主演参加北京京剧团，与马连良、谭富英、裘盛戎等配戏、合作。1979年至1983年，任中国京剧院二团主演。1983年后，任中国京剧团一团副团长、团长。她曾多次出国参加访问演出。

　　李世济擅演的剧目有《文姬归汉》、《锁麟囊》、《英台抗婚》、《梅妃》、《陈三两》、《武则天轶事》等及现代剧《党的女儿》、《南方来信》等。曾与马连良、裘盛戎合演过《杜鹃山》。