1933年10月，李依依出生于北京，原籍江蘇省蘇州市。

1953年，李依依考進北京鋼鐵工業(yè)學院（1988年更名為北京科技大學），入學后進入了校田徑隊并擔任軍體委員，同時也是籃球隊里的主要成員。

1954年，在九院校運動會中打破當時80公尺低欄北京紀錄。

1957年，從北京鋼鐵學院冶金系畢業(yè)，之后進入遼寧本溪鋼鐵廠工作。

1983年，經(jīng)美國教授推薦并理事會選舉受聘為國際深冷材料學會理事。

1990年，擔任中國科學院金屬研究所所長（至1998年）。

1993年，當選為中國科學院院士。

1999年，當選為第三世界科學院院士。

2016年10月30日，在中國金屬學會第十次全國會員代表大會上，李依依獲得中國金屬學會冶金科技終身成就獎。

1982年以來，李依依連續(xù)主持四個五年計劃國家科技攻關課題，完成五種強度級別的抗氫鋼系列，負責合金成分設計，熱處理與相鑒定，并提出科學思想、技術路線和組織實施。早期，在高Mn奧氏體低溫鋼研究中，做出Fe－Mn－Al系相圖與相鑒定方法，發(fā)現(xiàn)在低溫下存在反鐵磁轉變，及Fe－Mn合金中e-馬氏體形核長大遵循層錯重疊及極軸機制，解決了幾十年來只有理論推測而未得到實驗證實的難題，為發(fā)展超低溫高強無磁鋼提供了依據(jù)。該項成果1982年獲國家自然科學三等獎。主持"抗氫壓力容器用鋼"攻關，開發(fā)出抗氫1、2、3號鋼種，通過了國家試驗。主持"沉淀強化抗氫脆合金"攻關，1995年通過國家鑒定。

一、在應用基礎理論、實驗、工程材料研究和實踐中的許多新穎學術觀點以及重要發(fā)明和發(fā)現(xiàn)在國內(nèi)外產(chǎn)生了深刻影響。率先提出高壓氣相熱充氫技術路線，創(chuàng)建了嶄新的國內(nèi)低溫高壓抗氫材料研究體系，在金屬中氫的擴散與滲透行為、氫與低溫對材料的交互作用、氫與低溫對馬氏體相變的相關性、微重力條件下合金相變行為和一系列新鋼種的攻關等項研究中作出了系統(tǒng)的創(chuàng)造性的科技成果。

二、系統(tǒng)研究了83-573K奧氏體合金的氫擴散系數(shù)及滲透率；系統(tǒng)開展了Fe-Mn合金中ε相和α'馬氏體的金相鑒定研究，首創(chuàng)了可原位觀察馬氏體相變的金相低溫臺；并用低溫電鏡在國際上首次實驗觀測到馬氏體形核長大的層錯重疊過程的極軸機制；還測定了Fe-Mn-Al低溫鋼300~20K的性能及組織穩(wěn)定性；與他人合作最早用電子探針和金相技術結合作出富鐵錳鋁相圖，共十二個等溫截面，1982年獲國家自然科學三等獎；系統(tǒng)研究超低溫高強無磁不銹鋼，發(fā)現(xiàn)了在300~4K溫區(qū)內(nèi)Mn奧氏體鋼中存在反鐵磁轉變點Tn，并找到Mn是唯一的既可提高Tn點，又可降低馬氏體點Ms的元素，保證合金在液氮下磁導率低和奧氏體穩(wěn)定，具有重要理論價值和實際意義。1980年獲國防科工委重大成果三等獎。

三、組織承擔"六五"國家重點攻關項目"抗氫壓力容器用鋼"，提出σ0.2為200及400Mpa的抗氫1、2號兩種鋼種的成分，創(chuàng)建了包括高壓高純熱充氫、高純氫分析、氣相氫滲透擴散、裂變擴展及靜載拉伸全新實驗系統(tǒng)，確定了冶煉、加工、熱處理全過程工藝制度，建立了試樣的氫損傷評價方法，使其全面達到指標，1986年獲中國科學院科技進步一等獎，1987年獲國家科技進步二等獎。

四、組織承擔"七五"國家重點攻關項目"高強度抗氫脆鋼"，提出以高氮含量控制冶煉范圍很窄的Fe-C-Ni-Mn-N鋼為主攻對象，作出了氮化物等相的析出規(guī)律與相鑒定，提出了合理熱處理制度，解決了一系列工藝問題，探查了工程厚度鋼截面的氫分布規(guī)律，給出了高壓充氫性能評價的數(shù)據(jù)，該成果分獲1990年中國科學院科技進步一等獎及1991年國家科技進步二等獎。

五、組織承擔"八五"攻關項目"沉淀強化抗氫脆合金"，1995年通過國家級鑒定，并榮獲1996年中國科學院科技進步一等獎。提出組織中國科學院重大項目"低偏析合金工程"、興建高新科技企業(yè)群和"高性能均質合金國家工程研究中心"以及"北方新材料研究與發(fā)展中心"。

截至2017年，李依依發(fā)表學術論文160余篇，獲得兩項國家專利。

截至2017年，李依依在“六五”、“七五”、“八五”期間組織進行了三次國家重點項目的攻關，與合作者為國家共研制成功9個新鋼種，獲得國家和部委科技成果一、二等獎十余項。

李依依認為大學生應具備的素質中最重要的是樹立正確的人生觀，努力把自己鍛煉成德、智、體、美全面發(fā)展的高素質人才；其次提出了六條大學生應該培養(yǎng)的基本素質，分別是外語水平、科技攻堅能力、“三嚴精神”、寫作能力、創(chuàng)新能力以及團隊精神。

截至2017年，李依依作為博士生導師，一共培養(yǎng)碩士、博士研究生80余名，形成了高水平能攻堅結構合理的學術梯隊。

1986年李依依擔任中國金屬學會副理事長。1990年擔任中國材料研究會副理事長。先后當選為中國科協(xié)四大、五大代表，四屆全委會委員、五屆全委會常委，遼寧省及沈陽市科協(xié)主席。

李依依的丈夫柯偉（1997年當選中國工程院院士）是金屬腐蝕與防護專家。

李依依主要從事新材料研究、相變工作、抗氫合金研制、工程材料的制備與顯微組織之間的關系、大型鑄鍛件可視化制備技術等。完成了六種強度級別抗氫鋼及合金系列，為中國低溫高壓、抗氫脆合金的研究做出了開創(chuàng)性貢獻；發(fā)展了Fe-Ni-Cr、Fe-Mn-Al、TiAl、TiNi等十余種合金。她堅持科研與生產(chǎn)實踐相結合，帶領團隊突破了中國裝備制造業(yè)中鑄鋼支承輥、大型船用曲軸曲拐、大鋼錠等大型關鍵鑄鍛件生產(chǎn)的瓶頸，為三峽水輪機轉輪及CRH5動車CRH3高鐵轉向架國產(chǎn)化、核電用大型容器、蒸發(fā)器用精密管材高質量生產(chǎn)做出了重大貢獻。（中國科學院評）

李依依性格直爽，思想作風正派，敢于堅持原則，具有開拓進取精神，工作作風雷厲風行，決策果斷。（何梁何利基金評）