Nguyễn Lý là người tham gia khởi nghĩa Lam Sơn từ ngày đầu. Năm 1416 ông đã tham dự Hội thề Lũng Nhai. Ông cùng với Lê Lợi và nghĩa quân Lam Sơn chiến đấu chống giặc Minh, cứu dân cứu nước dành lại độc lập cho dân tộc.
Trong những năm đầu khởi nghĩa năm 1418, nghĩa quân Lam Sơn còn non yếu, chịu khá nhiều tổn thất. Lê Lợi đã phải rút hết lực lượng về sách Mường Một (nay là xã Bát Mọt, huyện Thường Xuân, tỉnh Thanh Hóa) và sau đó rút lên núi Linh Sơn. Giặc vừa chấm dứt vây hãm Linh Sơn, Lê Lợ rút quân trở về Lam Sơn nhằm củng cố lực lượng, tăng cường tích trữ lương thực và sắm sữa thêm vũ khí để chuẩn bị cho cuộc kháng chiến lâu dài. Nhưng trở lại Lam Sơn chưa lâu thì Lê Lợi đã phải đối phó với cuộc tấn công, đàn áp dã man của giặc Minh.
Trước tình thế đó, Lê Lợi chur động rút quân về Lạc Thủy và cùng với bộ chỉ huy nghĩa quân Lam Sơn quyết định bố trí một trận đồ mai phục hết sức lợi hại. Tướng Nguyễn Lý vinh dự được trao chức Phó chỉ huy trận mai phục này. Bấy giờ cùng sát cánh với ông có các tướng lĩnh xuất sắc như: Lê Thạch, Lê Ngân, Đinh Bồ, trương Lôi.
Ngày 18 tháng 5 năm 1418, quân Minh tiến đến Lạc Thủy bị mai phục, quân địch bị “chém được vài ba ngàn tên, quân tranng khí giới bắt được kể có đến hàng ngàn”.. Đây là trận thắng lớn đầu tiên của Lam Sơn, tên tuổi của Nguyễn Lý được nổi danh từ đây.
Năm canh tý (1420), Nguyễn Lý cùng với các tướng Lam Sơn chống lại một đợt tấn công mạnh của quân Minh vào Mường Thôi ( Thanh Hóa). Đại Việt Thông Sử chép, khi đó tướng Minh là Lý Bân, Phương Chính có 10 vạn quân, được thủ lĩnh địa phương là Cầm Lạn ở Quỳ Châu dẫn đường tiến vào chỗ Lê Lợi đóng quân Nguyễn Lý, Lý Triện và Phạm Vấn được lệnh đem quân đến mai phục ở xứ Bồ Mộng, đánh cho quân Minh bị tổn thất nhiều. Tuy nhiên do lực lượng giặc Minh còn đông, Lý Bân vẫn tiến quân, lại gặp quân mai phục của lê Lợi ở Thi Lang, bị thua phải rút về.
Trong trận đánh này nghĩa quân Lam Sơn đã tiêu diệt được một bộ phận khá lớn sinh lực của giặc, khiến cho “bọn Lý Bân và Phương Chính chỉ chạy thoát thân. Quân ta thừa thắng, đuổi luôn sáu ngày đêm mới thôi” (trích Lam Sơn Thực Lục - quyển 1).
Năm 1424, nghĩa quân Lam Sơn tiến công vào Nghệ An, Nguyễn Lý là một trong những tướng có vinh dự tham gia nhiều trận lớn như Bồ Đằng, Trà Lân, Khả Lưu, Bồ Ải…Nhừ lập được nhiều công lao, ông được Lê Lợi cho thăng dần đến hàm Thiếu Úy.
Cuối năm Bính Ngọ (1426), ông cùng Lê Sát mang quân đi vây thành Xương Giang. Đầu năm 1427, khi thành chưa hạ được, ông được lệnh về cầm quân vây cửa năm thành Đông Quan.
Tháng 8 năm 1427, ông theo Trần Nguyên Hãn trở lại công phá Xương Giang và đến tháng 9 âm lịch thì phá được thành đó, làm viện binh của Liễu Thăng mất đi điểm tựa khi tràn qua biên giới.
Cũng trong tháng 9 năm 1427, Lê Sát đã chém được Liễu Thăng ở Chi Lăng nhưng quân Minh vẫn đông và mạnh. Nguyễn Lý được lệnh cùng Lê Văn An mang ba vạn quân lên tiếp ứng cho Lê Sát, giết được tướng Minh là Lương Minh.
Quân Minh dưới quyền chỉ huy của Thôi Tụ và Hoàng Phúc cố tiếp tục tiến về Đông Quan, nhưng đến Xương Giang mới biết thành bị quân Lam Sơn hạ rồi, phải đóng quân ở giữa đồng không.
Tháng 10 âm lịch, ông cùng các tướng Lam Sơn tổng tiến công giết và bắt sống toàn bộ số quân Mimh còn lại của đạo viện binh dưới quyền Thôi Tụ. Khởi nghĩa Lam Sơn giành thắng lợi.
Năm 1428 khi Lê Lợi lên ngôi hoàng đế, năm thuận thiên thứ nhất trong buổi xét công ban thưởng cho các tướng lĩnh lập được nhiều công lao. Nguyễn Lý được phong làm nhập nội Tư Mã, Suy Trung Tán Trị Hiệp Mưu Công Thần. Ông được đổi thành họ Lê gọi là Lê Lý.
Năm 1429 triều Lê dựng biển khắc tên 93 Khai Quốc Công Thần, tên của Nguyễn Lý xếp vào hàng thứ 5, được phong làm Hương thượng hầu.
Năm 1430, Nguyễn Lý được tấn phong hàm Nhập Nội Kiểm Hiệu Tư Không.
Năm 1434 Thái Tổ mất, Lê Thái Tông lên thay, Lê Sát làm phụ chính, ông phải ra làm chức quan ngoài là Đô tổng quản lộ Thanh Hóa. Đến tháng 6 năm đó lại đổi làm đồng Tổng quản lộ Bắc Giang hạ làm Đồng tổng quản.
Năm 1437, ông được gọi về triều, giữ chức Nhập Nội Thiếu Úy, tham tri việc quân ở các vệ thuộc Tây Đạo.
Năm 1443, đời Lê Nhân Tông, ông mất không rõ bao nhiêu tuổi
Năm Hồng Đức thứ 15 ( tức năm 1484), vua Lê Thánh Tông đã xuống chiếu truy tặng Nguyễn Lý hàm Thái Bảo, tước Phúc Quốc Công.
Năm Gia Long thứ nhất đời Nguyễn (1802), Nguyễn Lý được liệt vào hạng công thần khai quốc nhà Lê bậc Nhì, triều đình miễn lao dịch cho một người cháu để thờ tự.
Hiện nay, tại Ba Si, xã Kiên Thọ, huyện Ngọc Lặc, tỉnh Thanh Hóa vẫn còn ngôi mộ Nguyễn Lý. Người dân và con cháu họ Nguyễn vẫn thường dâng hương, thăm viếng vào những ngày lễ, để tỏ lòng tri ân đối với người đã có công trong việc hưng thịnh đất nước.
Tài liệu tham khảo:
1. Đại Việt sử ký toàn thư.
2. Khởi nghĩa Lam Sơn.
3. Dư địa chí Thọ Xuân.
4. Đại Việt thông sử.
5. Danh tướng Lam Sơn.