李怀仙，是柳城的胡人。世代为契丹属下，守卫营州。擅长骑马射箭，思维敏捷有计谋。安禄山叛乱，任他为副将。
史思明攻陷河南，留次子史朝清守幽州，派阿史那玉、高如震辅佐。史朝义杀父自立，还要诛杀史朝清。阿史那玉与高如震两将叛变，史朝义派李怀仙为幽州节度使，带兵入州。高如震本打算拒绝不纳，但来不及想出对策，只得出来迎接。李怀仙表现极宽容以安人心。过了三天，大集会众将，斩杀高如震，州部乃平定下来。后来，史朝义兵败，准备去范阳。中人骆奉先派人从小路来详细与他剖析利害祸福，李怀仙降，派将领李抱忠带兵三千戍守范阳。史朝义到了，李抱忠闭关不接纳。史朝义自缢死，李怀仙斩下他的头，由骆奉先献入京师。仆固怀恩上表推荐李怀仙任幽州卢龙节度使，后升检校兵部尚书，封爵武威郡王。
后来跟着仆固怀恩叛变，边域各处战争不止。朝廷正招抚西方之师，所以李怀仙与田承嗣、薛嵩、张忠志等人得以招回亡散兵卒，治城邑，修甲兵，自己设置文武官将，地方贡赋据为私有，天子无法控制。
大历三年(768)，他的麾下朱希彩、朱氵此、朱滔，打算杀了李怀仙，朱氵此兄弟杀了门卫进屋，但朱希彩还没来。到天快亮了，朱氵此害怕起来，打算逃跑，朱滔说“：计划如果不能成功，只有一死。逃能逃到哪里去？”一会儿朱希彩来了，共同杀了李怀仙及其一家。朱希彩自称留后。张忠志带兵来讨伐，未能得手。代宗也只得赦他的罪，诏令宰相王缙为节度使，任朱希彩为节度副使。朱希彩听说王缙要来，就召集士卒，武装迎接王缙。王缙带着旗旌仪仗，慢慢行进，朱希彩迎接拜见，甚为恭敬。王缙估计无法制服他，于是犒劳士兵，过了十来天就回去了。朱希彩就此领了节度的事务。大历五年(770)，诏令封朱希彩为高密郡王。朱希彩为人桀骜恣肆，手下不堪其虐。大历七年(772)，朱希彩手下李瑗挑起众人对李希彩的不满，杀了他，共同推戴朱氵此为留后。