李光辉是湖南省平江县人，1928年加入中国共产主义青年团，1929年参加中国工农红军，1930年加入中国共产党。土地革命战争时期，他历任班长、政治指导员、干事，参加了中央苏区五次反“围剿”和二万五千里长征。抗日战争时期，历任干事、大队政委、团长兼政委等职。解放战争时期，历任冀察军区察北分区副政委、师政委、师长兼政委。

新中国成立后，历任湖南军区零陵分区司令员、总高级步校合同战术教授会主任、南昌步兵学校校长、副军长、闽北指挥部政委、高等军事学院政治部副主任、福州军区司令部副参谋长等职。他1955年被授予少将军衔。

李光辉同志，因病于2003年3月24日在福州逝世，终年92岁。