李永波1962年9月出生在大连一个普通家庭，小时候就爱动弹，练过武术和舞蹈，还在少儿赛上跑短跑拿过奖。1974年夏天，他大哥李永连领着他去辽宁省羽毛球队试训，结果因为个头矮小加上脾气轴，被教练刷了两回。坚持下来，1976年13岁才正式进队。三年后1979年8月全国甲级联赛，他替补上阵对福建老将蓝劲，帮辽宁队赢了关键分，从那以后稳当主力。
1981年19岁，他就拿下全国单打和双打冠军。1983年全运会带伤上场，还缠绷带赢了，之后进国家队，从单打改双打，和田秉毅搭档。两人1984年世锦赛男双决赛拿亚军，1985年世界杯男双也亚军。1986年汤姆斯杯团体赛，他帮中国队赢分，随队夺冠，同年汉城亚运男双又亚军。
1987年北京世锦赛，两人终于拿下中国男双首个世锦赛冠军，同年世界杯男双亚军。1988年世界杯男双冠军，还随队拿汤姆斯杯，汉城奥运表演项目男双金。1989年卫冕世锦赛男双。
1990年北京亚运男双金牌，助男团冠军，同年第三次汤姆斯杯冠军。1992年巴塞罗那奥运男双铜牌后，他30岁退役。整个球员生涯，他和田秉毅包揽不少奖，总共6个世界冠军头衔，那时候中国羽毛球男双开始在国际上站稳脚跟。他拒绝国外高薪邀约，留在国内转当教练。
1993年9月，李永波当上中国羽毛球队副总教练，那会儿球队成绩下滑，正低谷。他改革选拔，按排名发奖金，从地方队拉来葛菲、顾俊、董炯、孙俊等新人，还请李矛和李玲蔚当教练。1994年国际赛没冠军，球队磨合差。
他调整，从女双切入，和田秉毅亲自陪练。1995年苏迪曼杯混合团体赛，中国队决赛胜印尼，首次夺冠。他升总教练。1996年亚特兰大奥运，葛菲顾俊拿女双金，这是中国羽毛球奥运首金。1997年卫冕苏迪曼杯，世锦赛包揽女单、女双、混双冠军。
1998年队里闹矛盾，一些教练联名反映他管理问题，调查后没经济事，就领导不善。他继续干，培养林丹、鲍春来、张宁等。林丹从基本练起。2000年悉尼奥运，球队4金：男单龚智超、女单龚睿那银、女双葛菲顾俊卫冕、混双张军高崚。
2004年雅典奥运，3金1银1铜：张宁女单金、男双蔡赟傅海峰银、混双张军高崚卫冕。2008年北京奥运，3金2银3铜：林丹男单金、张宁女单卫冕、女双杜婧于洋金、男双蔡赟傅海峰铜、混双张楠赵芸蕾铜。
2012年伦敦奥运，球队包揽5金：林丹男单卫冕、男双蔡赟傅海峰首金、女单李雪芮、女双田卿赵芸蕾、混双张楠赵芸蕾。但女双于洋王晓理小组赛故意输球避队友，被国际羽联取消资格，李永波道歉，舆论压力不小。2013年世锦赛只2金，成绩掉。
2016年里约奥运，男单谌龙金、男双傅海峰张楠金，共2金1铜，女队没牌。执教24年，他带队拿18枚奥运金、43枚世锦赛金、5次汤姆斯杯、9次尤伯杯、10次苏迪曼杯，培养92位世界冠军。2017年4月11日，55岁他觉得强度大，加上积累问题，卸任总教练。
卸任后2017年4月13日，李永波当中国奥委会专家委员会专家，管奥运备战。2018年3月任中国羽毛球协会副主席，2019年1月免职。同年10月，他去马来西亚柔佛州租200多亩地，种1400棵猫山王榴莲，园子叫LYB果园。榴莲生意稳，出口需求大，他雇当地人管园，收获时装箱卖。2020年12月，在沈阳开李永波国际羽毛球俱乐部，专训青少年，还办LYB品牌推广羽毛球。
2022年7月南宁分站赛开幕，他讲话。2023年起，拒多家高薪邀，继续榴莲园和俱乐部，远离高压。2025年，他参与李宁李永波杯3V3总决赛北京收官，还在瑞昌李永波羽毛球公开赛助阵。俱乐部出些青少年选手，在国内赛亮相。他63岁，没回国家队执教，生活转农业和业余培训，兑现对羽毛球的承诺
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