태종의 아들 익녕군의 후손으로, 1569년(선조 2) 문과에 급제했다.[1] 1587년 안주 목사로 나가 굶주린 백성을 구호하고, 1년에 3개월씩 서던 군역 근무를 2개월로 줄이는 6번 입번제를 시행했으며, 뽕나무 재배를 권해 백성들이 '이공상(李公桑)'이라 불렀다. 임진왜란 때는 평안도 도순찰사로 군사를 모아 1593년 명군과 함께 평양을 되찾는 데 공을 세웠고, 1604년 호성공신에 올랐다.[2]
광해군이 즉위하자 영의정으로서 공물을 대신 바치고 몇 배의 값을 받아 내는 방납의 폐단을 고치자고 했다. 별도 관청을 두어 봄·가을 두 번 토지 1결마다 쌀 8말씩(한 해 16말)을 거두고, 그 쌀로 필요한 물품을 사들이자는 것이었다. 광해군이 따라 1608년 5월 선혜청을 세우고 경기도에 이 법을 시행했다.[3] 『광해군일기』는 이를 이원익의 의논으로 적고, 한국민족문화대백과사전은 호조 참의 한백겸이 건의한 것을 이원익이 시행했다고 적는다.[2] 이 법은 뒤에 김육 등의 노력으로 전국에 넓혀진 대동법의 시작이 되었다.