2001年10月27日，李默庵在北京病逝，享年97岁。11月6日，李默庵的遗体在北京八宝山革命公墓火化，中共中央领导人、黄埔军校同学会等各界人士纷纷赶来与他作最后的告别。
新中国成立后，李默庵曾长期在阿根廷和美国定居。虽身处异国他乡，但他心中却无时无刻不牵挂着祖国，一直密切关注着新中国的建设和发展。
1981年10月，应全国政协邀请，李默庵回国参加辛亥革命七十周年纪念活动。在这次大会上，邓颖超亲自将他介绍给现场所有人，“这位就是湖南起义将领李默庵先生。”紧接着，李默庵被特意安排在第四位发言。种种举动，都让他深受感动。
尤其令他感动的，是作为周总理遗孀的邓颖超在见到他后，紧紧握着他的手，声音有些哽咽地说道：“默庵，你终于回来了。你不知道，恩来一直在找你。如今，他的心愿也算实现了。”
听到周总理一直惦记着自己，李默庵当场忍不住流下泪来，哽咽地说着：“是我对不起周总理。”
1984年初，李默庵和侯镜如、宋希濂等同学，共同发起了黄埔军校同学会，这一倡议得到了我党和政府的极大支持。同年7月，黄埔同学会举行成立大会，李默庵回国参加。结束后，他还回到了湖南老家，为当地经济建设贡献自己的力量，他也因此受到了家乡人民的热烈欢迎。令他倍感欣喜与感动。
1991年起，李默庵回归祖国，投身到了社会主义建设和祖国统一事业之中。晚年，他撰写了大量爱国文章和评论，还有关国家军事、国防建设和回忆录等，这些著作和文稿具有十分重要的历史价值。
李默庵是黄埔军校第一期学员，当时，黄埔军校除了有“黄埔三杰”外，还流传着另外一句话：
“文有贺衷寒，武有胡宗南，又文又武李默庵。”
短短一句话，足以看出李默庵当时在黄埔军校中的地位。李默庵的优秀表现很快便受到了周恩来的关注。他指示陈赓接近他，影响他。不久后，李默庵加入了中国共产党。
周恩来得知后，十分高兴，“好，很好。你是学生里第一个要求加入共产党的，开了一个好头啊。我祝贺你。”
此后，周恩来经常找李默庵谈话，两人之间的师生情越发浓厚。多年后，再次回忆起黄埔军校的人和事时，周恩来还直言“在当时的黄埔学生中，李默庵是感情最深的一个。”
虽然李默庵对周恩来同样感情深厚，但不可否认，当时黄埔军校的校长蒋介石也对他产生了十分深刻的影响。
建校之初，蒋介石几乎把精力全都用在了学校建设上，尤其是他以身作则、仪容整齐的形象，在学生中间起到了十分重要的影响。
尤其每个星期，蒋介石都会找学生谈话，军校的几乎每一位学生都曾与他单独面谈过。蒋介石通过这种方式与学生建立感情，并对学生施加影响。
在李默庵的印象中，他总是在周恩来和蒋介石之间摇摆不定。1926年，中山舰事件后，黄埔军校内的思想冲突变得更加尖锐，甚至经常出现肢体冲突、拔枪相向的场面。但大家也都顾及同学情面，没有“下死手”。
但在这一背景下，黄埔军校学员已经明显分成了两派，一派是陈赓等共产党员坚定地与周恩来站在一起，另一派则选择追随蒋介石。而李默庵也选择退出中共，追随蒋介石。
李默庵退出中国共产党有多方面的因素。但是，经同学介绍，李默庵认识了一个曾姓女子，并建立了恋爱关系。然而，当时共产党党纪相当严肃、严格。
李默庵多次因为恋爱缺席或迟到组织生活会，会上，党内同志对他展开了批评。这原则上是正确的。但李默庵入党的时间不长，党性原则不够强，自由散漫，加之入党时并没有经受组织的严格考验。
于是，面对党内同志们的批评，他一时间难以接受，很不服气，甚至还当面顶了几句，负气离开了。不久后，受“中山舰事件”的影响，中共组织成员的活动在黄埔军校中受到了限制，李默庵也不再积极联系党组织。于是，他就这样自动脱离了党组织，并加入了国民党，追随蒋介石。李默庵通过在战斗中的出色表现和赫赫战功，逐渐成为了“黄埔系”的重要将领，深受蒋介石器重。
1932年，蒋介石集中五十万大军对中央苏区发动第四次“围剿”，胡宗南、李默庵等出身黄埔军校的将领披挂上阵，而红四方面军中则有陈赓、徐向前等同样的黄埔一期生。昔日的同窗好友在这次作战中展开了针锋相对的战斗。
西安事变时，根据何应钦之命，李默庵率部准备攻打西安。周恩来得知，亲自来到他所在师部拜访。
得知周恩来上门拜访，李默庵急忙出门迎接，欢迎道：“有十年没见了，学生十分想念老师，没想到我们在这里见到了。”
周恩来也笑着回应道：“默庵，这些年还好吗？虽然我们是对手，但我也很想念你啊。”
时隔十年再次相见，两人一谈就是三个多小时。周恩来成功让李默庵放弃了使用武力攻打西安的想法，同意等待西安事变和平解决。
抗日战争爆发后，李默庵被任命为第十四军军长，率部前往晋北忻县作战。部队抵达太原后，李默庵还来到八路军办事处与周恩来见面。他对周恩来提到的“发动群众”的建议十分关注。
忻口战役爆发后，李默庵率十四军战士浴血奋战，全力阻击敌人，但伤亡惨重。后主动撤离阵地休整。
这一年年底，李默庵来到八路军总部，与朱德、彭德怀、左权会面。在这里，他对根据地内军民亲如一家的和谐关系印象深刻。
因正面战场多次受挫，蒋介石意识到了共产党游击作战的重要性。根据朱德、周恩来的建议，蒋介石举办了游击干部培训班。李默庵被调去担任教育长，与叶剑英合作培养人才。游击干部培训班的举办让国民党对游击作战有了全新的认识。
1948年春，李默庵利用手中的军权，在长沙跟程潜一起做了一些起义的筹备工作。但1949年8月4日，程潜、陈明仁宣布起义时，李默庵已经远走香港，不过，起义名单上仍然有他的名字。九天后，李默庵就在香港与44名国民党军政人员一起发表了通电起义，拥护中国共产党的领导。
通电起义发表后，国民党特务便开始暗中杀害或逮捕起义人员。与此同时，李默庵也收到了蒋介石邀请他赴台的电报。李默庵看后，当即表态“不愿去。”
因为在香港的处境越发危险，1951年，李默庵一家来到阿根廷定居，这一待就是十多年。直到1964年，李默庵才移居美国。此后，为促进祖国统一大业，他多次公开发表文章。这也成为了他晚年的事业。直到离世前，他心中挂念的还是祖国什么时候能够实现统一。
