Был адмиралом корейского военно-морского флота во время японского вторжения в Корею, начатого Тоётоми Хидеёси в апреле 1592 года. В битве при Танхпо Ли Сунсин впервые сделал основной ударной силой своего флота кобуксоны, вследствие чего ему удалось потопить 72 корабля неприятеля. Благодаря морским победам Ли Сунсина у Окпхо-Тхоньён, в Сачхонской бухте, под Пусаном и Ангольпхо планы японского командования по скоординированному вторжению на суше и на море были сорваны, и полумиллионная армия вторжения осталась без каналов поставок, что сделало её лёгкой добычей корейских партизан из «Армии справедливости» и регулярной китайской армии, выступившей на стороне Кореи.
Ли Сунсин, отстранённый от командования в результате придворных интриг, вернулся на свою должность после нового японского вторжения в марте 1597. Поскольку его предшественники пустили на дно большую часть корейского флота, адмиралу пришлось противостоять намного более многочисленному японскому флоту. Ли Сунсин был убит шальной пулей во время битвы при Норянчжине в бухте Норян в ноябре 1598 года, однако само сражение было выиграно во многом благодаря флотоводческому таланту Ли Сунсина (потери японцев составили около 200 кораблей). Королевский двор Кореи по достоинству оценил службу Сунсина, дав ему посмертное имя Чхунмугон (верный военачальник), а также записал его в список Сонму Ильдын Консин (привилегированная особа первого класса), присвоил титулы Токпун Пувонгун (Великий Принц Токпун), Юмён Сугун Тодок (адмирал флота китайской Мин) и дал посмертное звание Йонгыйджон (премьер-министр).
Сейчас адмирал Ли является национальным героем Кореи.