1939年12月31日，李德仁出生于江苏省泰县（今姜堰区）溱潼镇，原籍江苏省镇江市丹徒区。 1957年，从江苏省泰州中学毕业，被武汉测绘学院航空测量系录取，系主任是王之卓院士。 1963年，李德仁本科毕业，王之卓鼓励他报考自己的研究生。当年选拔的考试科目共3门，李德仁两门满分、一门99分。但因为档案里一份“莫须有”的材料，他被取消了录取资格。 1963年8月至1964年12月，被分配到国家测绘局第二地形测量大队任实习生。 1964年12月至1970年12月，被调往国家测绘局测绘科学研究所任技术员。 1971年1月至1975年10月，被分配到石家庄水泥制品厂任技术员、实验室主任。 1975年10月至1978年9月，被调往河北省测绘局任工程师。 1978年，国家恢复高考和研究生招生，李德仁在王之卓的鼓励下再次报考武汉测绘学院，并考上研究生。 1981年，以全优成绩获得武汉测绘学院硕士学位，同年留校任教。 1982年，获准赴联邦德国波恩大学进修。 1983年，进入德国斯图加特大学，在欧洲摄影测量试验组织主席阿克曼教授门下攻读博士。 1985年，获得联邦德国斯图加特大学博士学位，其255页的博士论文《摄影测量平差中控制点粗差和像片系统误差区分可能性理论和试验》以“1分加5星”的得分创下斯图加特大学博士答辩的最高纪录；同年返回母校武汉测绘学院任教。 1986年10月，被破格晋升为教授。 1997年2月至2000年7月，担任武汉测绘科技大学校长。 2000年8月，担任测绘遥感信息工程国家重点实验室主任。 2012年2月，被聘为中国矿业大学环境与测绘学院院长。 2013年4月，被聘为北京大学工学院教授。