在部隊歷任戰士、班長、排長、連長、副營長。1950年調空軍預科學校學習。後任中隊長、副大隊長、空軍場站參謀長,飛行團第一副團長兼參謀長,空五師副參謀長,空軍基地參謀長、副主任;青海省玉樹軍分區參謀長、副司令員、司令員,玉樹藏族自治州黨委書記、革委會主任,青海省軍區副司令員。
在戰爭年代,李四海千方百計完成上級交給的任務,英勇戰鬥,歷經艱險。抗日戰爭時期,參加了白晉鐵路破擊戰,奔襲祁縣紡紗廠,蟠武戰役和解放段村等戰役。解放戰爭時期,參加了上黨戰役和白晉戰鬥。兩次參加正太戰役,豫北戰役,臨汾戰役前段,河南焦作、新鄉戰役等。先後榮立特等功一次,大功四次,二、三等功多次,曾榮獲團、分區等殺敵英雄,戰鬥英雄和勞動模範稱號。多次被評為優秀黨員和模範工作者。1950年出席全國英模代表大會。1952年至1963年,曾出席空軍預校、空軍二十七師、東北空軍、軍委空軍積極分子代表大會。1970年出席蘭州軍區學習毛主席著作積極分子代表大會,並樹為蘭州軍區標兵。同年出席中國共產黨第十次全國代表大會。