1947年畢業于北京大學化學系。在北京大學醫學院,北京醫學院生化教研組工作多年后,于1956年考取中國科學院上海生理生化學研究所,師從曹天欽院士。1958年中科院上海生化所獨立后設立放射生物學研究室,任放射生物學研究室副室主任和課題組長。1960年研究生畢業,任中科院上海生化所副研究員,從此開創我國DNA分子生物學的研究。曾任國家生物工程顧問委員會副主任、聯合國國際基因工程生物技術中心(ICGEB)評審組成員、中國遺傳學會副理事長、國家863生物技術和國家973人口與健康專家組成員,國務院學位委員會成員,中國科學院美國科學院生物技術委員會成員,擔任國際Research in Virology雜志和國內多種學報編委,1977年晉升為正研究員,1996年當選為中國工程院院士。 上世紀50年代末,李載平先生開始從事射線對DNA大分子的結構破壞研究,發現了DNA分子受Χ射線的隱藏破壞作用,并提出了DNA的射線損傷修復這一全新概念;60年代初,他開始了噬菌體ΦX174活性DNA的研究,發現了ΦX174小噬斑變異株。這些DNA方面的研究為他以后開展基因工程和分子生物學研究奠定了堅實的科學理念。70年代,李載平先生曾先后赴日本、歐洲多國考察,耳聞目睹了基因工程給分子生物學帶來的飛躍式發展。回國后不久,李載平先生便組建了我國第一個“基因工程分子生物學研究”實驗基地,帶領課題組開始重組DNA和基因工程的研究。80年代初,他在國際上首先完成乙型肝炎adr亞型的基因組克隆與測序,實現了我國在基因組克隆和DNA測序上零的突破。隨后,他又發現乙肝病毒基因表達調控中的新元件——增強子Ⅱ,開始了新型疫苗的研究,并通過臨床驗證,取得試生產文號。90年代,他檢定了肝臟反式調控因子HNF-1對HBV增強子Ⅱ組織專一性的正調作用,并開始了基因表達的高級元件核骨架結合區(MAR)和人基因組腫瘤相關基因的研究。此外,他開展了家蠶NPV表達系統研究,并探索EGF與GM-CSF基因工程藥物研究,所發展的大腸桿菌分泌表達系統和家蠶個體表達系統都有自己的特點和優勢。他還開創了簡便、快捷、準確的DNA酶切圖譜檢測新方法——末端片段標記雜交法。 在幾十年的科研工作中,李載平先生為推動我國基因工程和分子生物學研究的快速發展做了大量工作,國內外發表論文200余篇,獲國家級、科學院級和國際級獎10余項,曾獲國家科學二等獎1項,國家科技進步一等獎3項,美洲華人生物學家協會(SCBA)國泰獎(Cathy Award)1項,獲上海市科技功臣、何梁何利基金科學與技術進步獎。
從60年代末開始DNA分子、噬菌體ΦX174活性DNA的研究,是我國分子生物學領域的開拓者之一。