拜师未遂的李世济还是没有听从程砚秋的劝阻。1952年，原本念医科的李世济为了京剧放弃了学业，并被介绍给梅兰芳大师学戏。此后，梅兰芳又把李世济介绍到了马连良剧团。青年时代的李世济曾经与马连良、谭富英、裘盛戎等京剧大师同台演出。常演的剧目有《骂殿》、《红鬃烈马》、《玉堂春》、《四郎探母》、《大·探·二》等，程派本戏有《六月雪》、《文姬归汉》、《荒山泪》、《锁麟囊》、《春闺梦》等。
1957年，程砚秋终于同意收李世济为徒，但次年春程砚秋离世，李世济则再无机会遂拜师之愿。“你想想看，盼了几十年，马上就可以实现了，‘啪’就跟肥皂泡一样破掉了。承受不了啊，精神上承受不了。”
“文革”结束后，李世济开始思考程派艺术的继承发展。她恢复整理加工了很多程派剧目，同时又在丰富程派原有的唱腔基础上，把美声唱法糅合于演唱之中，她也因此被认为是程派艺术的“改革者”。有变革就有阻力，不少程派戏迷对李世济冠以“新程派”之名，为此，李世济也饱受争议。她在接受媒体采访时曾说，“我觉得很冤枉。我原来改程先生的戏，就是为了一出一出推上台，怎么那个时候没有人说？现在说我们改戏，三天以后就给了我一个雅号。看上去好像是一个表扬，叫‘新程派’，我知道这是另外一个排除你的方法。我做了这么多工作，最后成了叛逆。”
晚年的李世济始终在思考“流派如何随着时代的发展而发展”，如何让更多的年轻观众走进剧场。她甚至用了大概两个月时间进行了一次社会调查，去青年人去的地方，去卡拉OK感受他们的生活：买票看演唱会，看到歌星怎么跟台下观众一起唱；去人艺看演出，看刻画人物的细致。她说：“时代飞速进步，日新月异，要求京剧表演深入人物，程派艺术要跟上时代，路才会越走越宽。”“我觉得我尽了努力，使程派有了新观众。我父亲常说，雁过留声，人死留名。我觉得我没有白活，还有人知道有个李世济，做过一些贡献。”
前年“纪念程砚秋诞辰110周年——李世济率程派弟子演唱会”上，李世济最后一次出现在上海的舞台。当晚的艺海剧院，81岁的李世济最后率弟子李海燕、杨磊一起登场，共同演唱了程派名剧《锁麟囊》的选段，以及李世济的代表作《文姬归汉》“送儿女”选段，赢得了全场热烈的掌声。久未在上海登台演唱的李世济说：“我非常非常想念大家，81岁了，在舞台上像从前一样演出是不行了，我觉得两条腿都支不住自己。虽然身体不好，但是还得要讲诚信”。她还谦虚地表示：”我是怀着满腔热情来和大家见个面，希望大家不要苛求我。”
李世济的丈夫唐在炘是著名琴师，比她年长11岁，唐在炘出生于一个知识分子家庭，父亲早年留学于英国牛津大学，圣约翰大学毕业的唐在炘痴迷京剧艺术，曾经为程砚秋伴奏，两人在李世济12岁时相识。抗战结束后程砚秋经常离开上海到各地演出，李世济主要就是跟着琴师唐在炘课余学唱。唐在炘也和闵兆华、熊承旭被程砚秋称为“程派三剑客”。在李世济的艺术生涯中，唐在炘一直在帮助她共同丰富和完善程派唱腔和艺术，成为她继承发扬程派艺术并创造新程派的坚强后盾。
李世济为了保持自己的舞台形象，直到40多岁才生下独子。但2001年，惟一的爱子却突然在一场车祸中不幸离世，时年27岁，撇下了两个女儿，一个3岁，另一个才刚刚满月。老伴唐在炘由于经受不住老年丧子的巨大打击，从此一病不起。七旬之身遭受双重打击，令李世济一度终日以泪洗面，但最后一个人挑起抚养两个幼儿的重担。15年后，李世济在母亲节这一天溘然长逝。
