1919年至1928年在無錫市立第一小學(xué)，無錫縣立初級中學(xué)讀書。自幼酷愛繪畫，后轉(zhuǎn)入無錫私立美專學(xué)習(xí)，十四歲時，由于經(jīng)濟(jì)困窘，李恩杰到上海一家印刷制版商處做學(xué)徒。
1938年2月到武漢中央陸軍軍官學(xué)校十五期學(xué)生總隊一大隊二中隊任司書。后考入“國立戲劇?？茖W(xué)?！保プx舞臺設(shè)計和導(dǎo)演兩系。
1941年赴重慶，先后為中央青年劇社，中華劇藝社，怒吼劇社，神鷹劇團(tuán)等演出的《秦良玉》、《邊城故事》、《忠王李秀成》、《北京人》、《羅密歐與朱麗葉》、《大雷雨》、《芳草天涯》等中外劇目從事舞臺美術(shù)設(shè)計，頗有影響。
1946年到上海與重慶戲劇?？茖W(xué)校部分師生組織“上海觀眾演出公司”，擔(dān)任《結(jié)婚進(jìn)行曲》、《天國春秋》、《清宮外史》等劇的舞美設(shè)計。同時加入昆侖影業(yè)公司，為影片《八千里路云和月》任美術(shù)設(shè)計，1947年后又為《大團(tuán)圓》等做美術(shù)設(shè)計。
1949年入東北電影制片廠，在影片《內(nèi)蒙人民的勝利》中任美術(shù)設(shè)計兼副導(dǎo)演。
1950年與伊琳合作導(dǎo)演了影片《保衛(wèi)勝利果實》，1951年入北京電影制片廠，參加導(dǎo)演影片《一貫害人道》。后相繼導(dǎo)演故事片《馬蘭花開》、《礦燈》，紀(jì)錄片《紅旗飄飄》、《北京的星期天》，雜技藝術(shù)片《春燕展翅》，并參與導(dǎo)演大型音樂舞蹈史詩片《東方紅》等。
1974年9月16日，李恩杰因病逝世，享年六十歲。