李國雄院士是臺灣高雄醫學大學藥學院首屆畢業生(1961),日本京都大學藥物化學碩士(1965),美國明尼蘇達大學醫藥化學哲學博士(1968),加州大學-洛杉磯有機化學博士後研究學者(1968-1970)。自1970年起他任職於美國北卡大學-教堂山藥學院,先後擔任助理教授(1970-1974)、副教授(1974-1977)、教授(1977-1991)和Kenan醫藥化學傑出講座教授(1992-迄今)。他於1998至1999年期間擔任藥學院醫藥化學及天然產物學系的系主任,並在1983年建立天然產物研究所,一直擔任該所所長迄今。
李院士在整個學術生涯中,一直專注於利用醫藥化學的方法從事中草藥新藥研發的工作。他持續而深入的研究使他取得了豐碩的成果,在該研究領域成為國際高度認可的專家。從1971年以來,他從不間斷地獲得美國國家衛生研究院(NIH)之研究資助,使他能從190餘種中草藥中發現了數千種有效成分及其合成衍生物或類似物,為開發新一代治療癌症和愛滋病或其它疾病的藥物提供新缐索。李院士及其團隊所研發之幾種化合物已進入癌症和愛滋病之臨床應用、臨床試驗或臨床前研發階段。李院士堅持以中草藥為資源,結合天然產物與醫藥化學及尖端生命科學科技所開發出之大量新穎先導物質,無疑地將為21世紀更多新藥之研發奠定了最堅實之基礎。
李院士在北卡大學藥學院為本科生和研究生講授醫藥化學、天然產物化學及相關課程長達45年之久,指導和培養了38位博士研究生和7位碩士研究生,這些學生畢業後在學術界和工業界都獲得了非常優異的成就與表現。在李院士之研究所從事過研究的博士後學者和訪問學者已超過190人。在他的指導下,其研究所裏每年從事研究的人員約有20至30人,包括研究生、博士後、訪問學者和訪問教授。李院士與北卡大學以外的全球60多位科學家和研究室皆有合作項目,這為他的研究生和博士後研究人員提供了與不同領域專家直接接觸的獨特機會。
李院士以高效和豐富的國際合作而著稱,已發表了838篇學術論文,獲得了113項專利,應邀國際學術報告和演講417次,為28種學術期刊的編輯顧問,擔任台灣經濟部中草藥技術委員會委員兼召集人(2000-2005)以及中央研究院唐獎生技醫藥評選委員(2013-2016)。他在科學研究的傑出貢獻與榮譽,使其榮獲許多獎項,包括1994年之第一屆立夫中醫藥學術獎、1996年當選為中華民國第21屆中央研究院院士、1999年之明州大學傑出成就獎、2003年之臺美基金會科技工程人才成就獎、2005年之日本北里微生物化學獎、2009年之美國生藥學會Norman R. Farnsworth傑出研究成就獎、2011年榮獲日本政府頒發之“旭日中綬章”勳章、2014年之明州大學百年百位傑出華人校友獎、2015年之美國藥學院協會Ernest H. Volwiler傑出研究成就獎,並獲選美國藥學科學家協會會士(1986)、美國科學振興協會會士(1994)及美國生藥學會會士(2010),以及獲任命為中國科學院上海藥物研究所榮譽教授(1996)、香港中文大學中藥研究中心榮譽顧問(1999)、中國醫學科學院北京藥用植物開發研究所榮譽教授(1999)、中國醫藥大學講座教授暨中醫藥研發中心榮譽主任(2010)及高雄醫學大學藥學院講座教授(2011)。
李院士認為醫藥化學是依化學和生物學之完美結合以開創新藥的一種藝術,就好像中國的「陰陽」學說,化學和生物學相互為輔。從中草藥中發現新的活性成分要依賴對生物標靶之精準測試,而化學可以使新生物標靶的發現成為可能。因此,他認為研發中草藥是現代開創新藥最有效之捷徑之一。