1944年，毕业于伪满中央国民高等学校。
1948年，进入军医大学学习。
1949年，弃医从文，被选调到刚刚成立不久的长影乐团。前苏联声乐专家玛利亚对李世荣进行了严格的意大利科学声乐训练。同时，李世荣还虚心向民间艺人李青山请教。
1962年，演唱了电影《冰山上的来客》插曲《怀念战友》、《冰山上的雪莲》、《高原之歌》，使他的演唱事业达到了巅峰。此前，他演唱的电影《五朵金花》插曲《蝴蝶泉边》、《草原晨曲》主题歌《草原晨曲》等歌曲已经传遍了祖国的大江南北，并因此受到广大观众的喜爱。
李世荣的演唱情真意切，极富感染力。无论是高亢奔放的《草原晨曲》，还是优美抒情的《蝴蝶泉边》，无论是情深意重的《怀念战友》，还是情意绵绵的《缅桂花开十里香》，都被他演绎得淋漓尽致。由李世荣担任男主角的歌剧《青林密信》受到了叶剑英元帅的称赞。当李世荣为周总理演唱毛主席诗词《忆秦娥·娄山关》时，周总理称赞他“唱得很有气魄”。周总理访问欧洲、非洲的时候，李世荣应邀随国家艺术代表团参加了访问演出。
李世荣为200多部电影配录了400余首歌曲。由长影摄制在国际上获奖的9部影片中，其中就有7部有李世荣的歌声。除了在银幕后深情地歌唱，李世荣还积极从事社会公益活动，深入到工厂、农村、部队进行慰问演出。《我为祖国献石油》就是李世荣慰问大庆石油工人的时候首唱的，并成为了他的保留曲目。
“文革”过后，李世荣将精力放到了音乐教学上，专心于为祖国培育热爱歌唱艺术的新人，他的艺术生命再度焕发青春。
2005年3月19日，病逝，享年78岁。
《冰山上的来客》插曲《怀念战友》《冰山上的雪莲》《高原之歌》
《五朵金花》插曲《蝴蝶泉边》
《草原晨曲》主题歌《草原晨曲》
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