李三妹1913年10月出生在福建省上杭县稔田镇官田村贫苦农民家庭。
土地革命战争时期李三妹参加革命斗争，1932年春参加工农红军，期间加入中国共产党。历任官田乡苏维埃妇女先锋队队员，官田乡苏维埃政府宣传员，工农红军杭武（上杭、武平）县独立团宣传员，新编红十二军政治部宣传队宣传员，工农红军福建军区独立八团宣传队指导员，参加了闽西革命根据地的土地革命斗争和中央苏区的反“围剿”游击战争。
1934年春，李三妹在官田村执行任务时遭敌靖卫团匪军袭击被俘，受尽酷刑，坚贞不屈，最后在官田村黄义亭被敌活埋杀害，壮烈牺牲。