Theo sách "Đại Việt sử ký toàn thư", Lê Thạch là cháu của vua Lê Thái Tổ - Lê Lợi. Lúc nhỏ, ông là người có sức khỏe lạ thường, tính ưa đọc sách. Lớn lên, ông theo vua Lê Thái Tổ đi đánh dẹp giặc Minh và đến đâu cũng khó có ai địch nổi, công lao to lớn nhất ba quân. Cũng theo sách trên, ông Lê Khoáng, người Lam Sơn (Thanh Hóa), kết hôn với bà Trịnh Thị Ngọc Thương, sinh hạ được ba người con trai, con trưởng là Lê Học, con thứ là Lê Trừ và con út là Lê Lợi. Lê Học có mấy người con thì không rõ, chỉ biết rằng Lê Thạch là một trong những người con của ông. Như vậy, Lê Thạch là cháu, gọi Lê Lợi là chú ruột.
Thuở thiếu thời, Lê Lợi luôn được anh là Lê Học chăm sóc rất chu đáo, cho nên ngoài tình nghĩa anh em ruột thịt, Lê Lợi còn dành cho Lê Học những tình cảm yêu quý rất nồng nàn bởi sự hàm ơn. Con của Lê Học là Lê Thạch cũng được Lê Lợi đặc biệt ưu ái. Khi Lê Lợi chuẩn bị khởi nghĩa, Lê Thạch là một trong những người đầu tiên đã nhiệt liệt hưởng ứng. Bấy giờ, Lê Thạch đã là một thanh niên cường tráng và nổi danh có chí khí hơn người, ông có công đóng góp cho Lam Sơn trong những ngày gian khổ đầu tiên không phải là nhỏ.
Năm 1418, khi Lê Lợi dựng cờ khởi nghĩa ở Lam Sơn, Lê Thạch là một trong những tướng tâm phúc của nghĩa quân do Bình Định vương Lê Lợi cầm đầu. Tuổi trẻ mà tài cao lại giàu lòng nhân ái, vì thế Lê Thạch được binh sĩ dưới quyền kính phục mà vâng theo. Sinh thời, Lê Thạch được Bình Định vương Lê Lợi phong tới chức Thiết kỵ Vệ Thứ thủ (nghĩa là Phó chỉ huy vệ quân Thiết kỵ), tước Lương Nghĩa hầu. Thiết kỵ là vệ quân thường làm nhiệm vụ đột phá và mở đường cho Lam Sơn trong các trận đánh quan trọng. Lương Nghĩa hầu là tước thuộc hàng cao nhất của các tướng lúc bấy giờ. Từ năm 1418-1421, Lê Thạch đã tham gia nhiều trận đánh khác nhau, trong đó có bốn trận lớn và cả bốn trận ấy ông đều được coi là người lập công đầu.
Vào đầu năm 1418, ngay sau khi khởi nghĩa Lam Sơn vừa mới bùng nổ được 7 ngày, về diễn biến của trận này, sách "Lam Sơn thực lục" chép vắn tắt như sau: Năm Mậu Tuất (1418), Lê Lợi 33 tuổi, dựng cờ khởi nghĩa ở Lam Sơn. Ngày mồng 9 tháng giêng năm 1418, bị giặc đến đánh, bèn lui về Lạc Thủy và đặt phục binh ở đó để chờ. Đến ngày 13, quả nhiên giặc kéo đến, Lê Lợi liền tung phục binh ra đánh. Lê Lợi còn sai Lê Thạch cùng với các tướng như Đinh Bồ, Lê Ngân và Lê Lý đem quân xông vào trận giặc, chém được đến vài ba ngàn tên, quân trang khí giới bắt được kể có đến hàng ngàn.
Sau đó, Lê Lợi cho lui quân về đóng giữ ở đất Mường Nanh. Tại đây, để chủ động phá thế bao vây càn quét của giặc, Lê Lợi cho quân đánh vào Mỹ Canh. Ở trận này, nghĩa quân Lam Sơn đã chém được hơn 300 tên giặc và bắt được tướng giặc là Nguyễn Sao. Sử cũ chép rằng, công đầu trong trận này cũng chính là tướng Lê Thạch. Vào giữa mùa Đông năm Tân Sửu (1421), tướng giặc là bọn Trần Trí đem quân và ngụy đảng gồm hơn 10 vạn đến đánh Ba Lẫm rất gấp. Lê Lợi họp các tướng và nói rằng: Quân giặc đông nhưng mỏi mệt. Quân ta ít nhưng đang lúc nhàn rỗi. Binh pháp dạy rằng, được thua là can hệ ở tướng chứ không phải ở chỗ quân ít hay nhiều. Nay quân giặc tuy đông nhưng nếu ta lấy thế quân đang nhàn mà chờ đánh giặc mệt thì thế nào cũng phá được.
Nói rồi, Lê Lợi liền nhân đêm tối đã chia quân đánh úp dinh trại của giặc. Quân ta đánh trống reo hò, bức bách dinh trại chúng, chém được hơn ngàn đầu, quân trang khí giới bắt được không biết bao nhiêu mà kể. Trong trận này, một lần nữa Lê Thạch lại lập công đầu. Tháng 12 năm 1421, Lê Lợi đem quân về đóng tại Sách Thủy. Khi ấy, tù trưởng của Ai Lao là Mãn Sát đã lâm vào thế cùng quẫn nên muốn tìm kế hòa hoãn để đợi viện binh. Lê Lợi biết đó chỉ là mưu xảo quyệt nên có ý không cho. Các tướng ai cũng xin tạm hòa vì cho là quân sĩ khó nhọc đã lâu, cần phải được ngơi nghỉ. Lúc đó, chỉ có tướng mang hàm Bình Chương là Lê Thạch nói rằng: Không thể cho giặc được giải hòa, rồi ông liền tự mình hăng hái cầm quân xông lên trước. Chẳng may, Lê Thạch trúng phải mũi tên do giặc ngầm bắn ra mà chết.
Theo giai thoại trên, Lê Thạch là người có công tham gia rất tích cực vào quá trình chuẩn bị lâu dài, gian khổ và công phu cho cuộc khởi nghĩa Lam Sơn, đồng thời ông cũng là một trong số các vị tướng lập nhiều công to lớn và liên tục trong giai đoạn đầu tiên của cuộc khởi nghĩa. Tiếc rằng, cuộc chiến chống quân Minh xâm lược mới chỉ ở giai đoạn đầu thì ông đã ngã xuống bởi sự chủ quan của ông. Tuy nhiên, suy cho cùng thì sự chủ quan ấy cũng có phần nảy nở từ bản thân sự chủ quan của chính Lê Lợi. Cái chết của Lê Thạch đã khiến cho Lê Lợi và các tướng trong Bộ chỉ huy Lam Sơn cùng tất cả nghĩa sĩ vô cùng thương xót.
Năm 1428, ngay khi vừa lên ngôi hoàng đế, Lê Lợi đã truy phong Lê Thạch là Nhập nội Kiểm hiệu Thái úy Bình Chương Quân quốc Trọng sự, tước Trung Vũ Đại vương, cho được thờ tại nhà Tẩm Miếu. Thế mới hay rằng, trong mọi chiến thắng hay vinh quang đều có sự hy sinh, mất mát. Và chính sự hy sinh của tướng quân Lê Thạnh cùng hàng vạn quân sĩ trong suốt 10 năm trường chinh cứu nước đã làm nên chiến thắng vĩ đại của nghĩa quân Lam Sơn. Và đây cũng chính là điều mà hậu thế không được phép lãng quên.