1955年考入交通大学，1958年被学校选送到清华大学深造。
1957年—1961年，就读于清华大学计算机专业，并获得学士学位 。
1961年—1987年，担任航天工业总公司二院研究员。
1980年—1982年，前往美国密执安大学做访问学者。
1986年—1993年，担任航天工业总公司二院204所所长、北京仿真中心主任。
1993年，担任航天科工集团二院科技委副主任、常务副主任。
2001年，当选为中国工程院院士。
2003年—2010年，担任北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院院长。
2009年，李伯虎与张霖率领的研究团队，在国际上率先提出了“云制造”的概念 。
2010年，担任北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院荣誉院长。
2012年3月25日，获得国际建模仿真学会（SCS）终身成就奖，入选名人堂，是第一位亚洲人 。
李伯虎在过去30多年来在仿真技术领域的研究以及推动仿真学科发展等方面所做出的世界性的、杰出的贡献 。（国际建模仿真学会评）
李伯虎是中国计算机仿真技术和制造业信息化的开拓者之一，为中国计算机事业的发展做出的卓越贡献 。（中国计算机学会评）
您（李伯虎）心系国家发展，积极为中国系统仿真及制造业信息化事业的科学发展建言献策。您十分关心和支持工程院的工作，为中国工程院的发展做出了重要贡献。您甘于奉献的高尚品德，严谨求实的治学态度，勤勉务实的工作作风，是中国工程科技界的楷模和学习的榜样 。（中国工程院院长李晓红祝贺李伯虎院士八十寿辰贺信）