Thân thế
Lý Thầm là con thứ của vua Lý Cao Tông. Mẹ ông là vợ thứ của Cao Tông nên ông không được lập làm thái tử.
Được đưa lên ngôi
Tháng 7 năm 1209, vua cha Cao Tông tin lời Phạm Du, sát hại tướng Phạm Bỉnh Di. Bộ tướng của Bỉnh Di là Quách Bốc nghe tin đó, đem binh lính phá cửa Đại Thanh kéo vào nội điện để cứu chủ. Cao Tông cùng Phạm Du không chống nổi, bỏ kinh thành chạy trốn.
Quách Bốc đánh chiếm kinh thành, tôn Lý Thầm lên làm vua. Cao Tông chạy về Tam Nông (Phú Thọ) nương nhờ nhà Hà Vạn, còn Lý Sảm chạy về Hải Ấp, dựa vào Trần Lý và em vợ Trần Lý là Tô Trung Từ để đánh Quách Bốc.
Trần Lý và Tô Trung Từ mang quân đánh về kinh thành dẹp Quách Bốc. Cuối năm 1209, Lý Thầm và Quách Bốc bị dẹp. Lý Cao Tông trở lại kinh đô Thăng Long.
Sử sách chép không rõ về kết cục của Lý Thẩm và Quách Bốc. Đại Việt sử ký toàn thư ghi đại lược:
“Trừng trị bọn Quách Bốc làm loạn, xử tội theo mức độ khác nhau”.
Khâm định Việt sử thông giám cương mục cũng ghi vắn tắt:
“Nhà vua dẹp yên loạn Quách Bốc, xét tội tùy theo nặng nhẹ có sai biệt”.
Sách Đại Việt sử lược và Việt sử Tiêu án không đề cập tới đoạn sau của Lý Thầm và Quách Bốc. Lý Thầm ngồi trên ngai vàng ở Thăng Long được vài tháng.