漢文帝死後，漢景帝（前156～前141在位）即位。這時，李廣做了隴西郡（治所在今甘肅臨洮南）都尉，不久又升任騎郎將。
漢景帝繼續實行漢文帝時期的基本政策，采用了著名政論家晁錯“削藩”的建議，進一步削奪諸侯王國的土地，把它逐步收歸中央直接統轄，以削弱地方割據勢力，加強中央集權。
景帝前元三年（前154），劉濞因反對“削藩”，便聯合楚、趙等七個諸侯王，打著誅晁錯、清君側的旗號，發動武裝叛亂，並首先進攻梁國的棘壁（在今河南睢縣），殺數萬人。當時，漢景帝既要平定叛亂，又要削弱梁國勢力。他派太尉周亞夫率領大軍前去討伐時，接受了周亞夫提出的“以梁委（放棄給）吳，絕其食道”的戰略，進駐梁國東北部的昌邑（在今山東巨野東南），並采取防禦戰術，堅守不出。梁孝王多次向周亞夫呼救，吳楚叛軍也多次向周亞夫挑戰，周亞夫堅守如故，同時卻派輕騎兵在淮泗口（在今江蘇淮陰西）斷絕吳楚叛軍的糧道。吳楚叛軍糧草短缺，欲戰不能，相持三個月，便被迫退卻。周亞夫乘機指揮大軍，奮起追擊，一舉擊潰叛軍。由於“七國之亂”不得人心，所以很快就被平定了。
在昌邑之戰時，李廣正在周亞夫手下做驍騎都尉。他英勇作戰，並奪得了叛軍的旗幟，再立戰功。從此，李廣開始聞名於世。當時，漢景帝的弟弟梁孝王為了表彰李廣的戰功，特意授給他將軍的勳銜和印信，李廣接受了。但是，李廣身為西漢朝廷的命官，竟私自接受一個諸侯王的封賞，這是漢朝法令所不允許的。所以，回到長安以後，李廣沒有得到漢朝的封賞。不久，便調出長安，到上穀郡（治所在今河北懷來東南）擔任太守。
上穀郡位於漢朝北部，與匈奴相毗連。那裏經常戰雲密布，狼煙滾滾。匈奴和李廣幾乎三天兩頭打仗。李廣每次都親臨戰陣，經受了許多風險。當時有個名叫公孫昆邪的人，很為李廣的安全擔心。有一天，公孫昆邪跑到漢景帝麵前，哭哭啼啼地對漢景帝說：“李廣才氣非凡，天下無雙。但是，他自恃武藝高強，屢次跟匈奴交戰，死打硬拚，要決一雌雄，我真擔心會損失了這員勇將！”於是，漢景帝又把李廣調到上郡（治所在今陝西榆林東南），繼續擔任太守。