李玉伟原是沈阳市84中学的学生。在校学习成绩优良，兴趣广泛。从小喜欢音乐，爱好体育，尤其喜爱玩弹弓、打气枪。当报刊上介绍辽宁射击运动员金东翔、王义夫不断打破世界纪录，为国争光的事迹后，李玉伟十分羡慕，他对人说：“我也要当一名气枪手，为国争光。”
10岁那年，李玉伟碰上了机遇。那年初春的一天，他的父亲去看望在沈阳军事体育学校当射击教练的张东风，小玉伟也跟去了。张教练正在指导学生们打“跑猪”（移动靶）训练，随着砰砰的枪声，那形象逼真的“野猪”跑来跑去，引起李玉伟浓厚的兴趣。在征得张教练的同意后，小玉伟也端起一支小口径步枪试射了几发子弹。尽管有的打飞了，但张教练发现他基本功好，反应快，是块培养的好材料。就这样，他成了运动学校射击班的一名学员。
李玉伟人小志大，从踏进射击队大门的第一天起，心中就有了奋斗的蓝图：少年冠军——全国冠军——世界冠军。射击班的训练是艰苦的，即使是炎夏也要穿着毛衣、皮茄克，托着7公斤重的枪进行瞄准、射击。而一心想早出成绩的李玉伟，比别的同学更加刻苦努力，他除完成教练布置的训练任务外，课后总要加紧训练，有时星期天也不休息。
经过一段时间的顽强苦练，李玉伟的枪法日渐长进。1981年他代表辽宁省队参加全国青少年个人冠军赛，以388环的成绩获得50米移动靶第一名，实现了他宿愿的第一步——少年冠军。1983年第五届全运会上，在神枪手云集的射击比赛中，李玉伟力克群雄，一举夺得了男子50米移动靶射击比赛的桂冠。全运会结束后，他被选入国家集训队。1984年3月底，为锻炼队伍，李玉伟随中国射击队赴墨西哥城和洛杉矶参加国际比赛。结果他因对国外场地不适应，以及时差反应大等原因，成绩不够理想，只分别取得了第六名和第十四名。
回国后教练与他共同分析失败的原因，着力帮助他纠正击发速度慢的习惯，反复苦练稍稳即响，大胆击发的技术，使他逐渐摸到了“坚持快打，争取时间早打”的规律。于是，他暗暗立下誓言，决心到洛杉矶奥运会上一试高低。