李牧1979年進入著名的北京工人體育場體校，開始練習排球，經(jīng)過5年的刻苦訓練，1984年李牧入選北京青年男排，開始了專業(yè)的排球生涯。作為二傳，李牧身高達到2米，頭腦靈活，憑借著良好的身體條件和較高的戰(zhàn)術(shù)素養(yǎng)，李牧很快披上了國字號的球衣。1990年他入選中國男排青年隊，隨后他又在1991年、1992年、1994年、1996年先后入選國家隊，時任國家隊主力二傳周建安的替補，當時有“亞洲最高的二傳手”之稱。

2016年9月20日，第五屆男排亞洲杯將于9月22日-28日在泰國佛統(tǒng)府舉行，上午由李牧掛帥中國男排二隊正式出征亞洲杯。

2006年，李牧接手北京青年男排的3年后，迎來了執(zhí)教生涯的收獲期。他率領(lǐng)北京青年男排一路高歌猛進，獲得了全國青少年男排錦標賽第二名。當時隊中就有王琛、趙藝、楊帆等人。而2007年作為國家少年隊主教練，他又帶領(lǐng)中國隊獲得了世界少年排球錦標賽的第二名。

李牧帶領(lǐng)北汽男排三年登上三臺階，從甲B沖A成功，第二個賽季闖入四強列第四，于2012-2013賽季在決賽中三場比賽以2:3 3:0 3:0的比分戰(zhàn)勝八一隊獲得中國男排聯(lián)賽冠軍。?

2015年3月，中國男排U23國奧名單中，李牧掛帥，率隊參加首屆U23男排亞錦賽，這也是李牧時隔8年再次成為國字號隊伍主教練。

2016年3月17日，國家體育總局排球運動管理中心發(fā)布了《國家男女排二隊、青年隊和少年隊主教練人選公示》的通知，李牧、陳友泉、鞠根寅、徐建德等榜上有名，其中李牧擔任國家男排二隊的主教練一職。

2016年3月21日，國家體育總局排球運動管理中心上周正式公布了各梯隊主教練人選名單李牧將擔任國家男排二隊主教練。

李牧與王玥于2012年10月5日結(jié)婚，時年42歲，他們在北京麗晶酒店步入婚姻殿堂。

2014年3月25日，獲得2013-2014賽季最佳教練獎杯。