羅藝字子延，本是襄陽人。寄居在京兆的雲陽。父親名叫羅榮，曾做過隋朝的監門將軍。羅藝生性兇暴狡黠，倔強固執，不講仁義，在攻伐爭戰方面勇猛，擅長射箭。大業年間，（羅藝）屢次憑藉戰功，官做到了虎賁郎將。隋煬帝下令授予右武衛大將軍李景節度使北平督軍一職。羅藝少年時諳習兵事，統帥部隊紀律嚴明，可是放任意氣。（羅藝）每每凌侮李景，（可是）頻頻被李景凌侮，羅藝對他懷有很深的怨恨。
後來遇到天下大亂，涿郡物阜民豐，加上有值得誇耀的歷史悠久的兵器，糧倉充盈，多據財寶，屯兵數萬，衆多賊子竟然前來侵擾掠奪。留守的官員虎賁郎將趙十住、賀蘭宜、晉文衍等人都不能抵抗，只有羅藝獨自出戰，殺敵不可勝數，威望越來越大。趙十住等人非常忌恨羅藝。羅藝私下得知他們將要作亂的消息，於是向衆人宣佈說：“我們這些人討伐賊子非常有功效，城中的倉庫裏東西堆積得像山一樣，君命（處理東西的權利）在留守官員的手裏，但他們無心救濟貧困百姓。這難道是慰問體恤之心嗎？”用這些話激怒城中的百姓，百姓都怨恨。不久，羅藝率兵回城，郡丞出城迎候羅藝。羅藝趁機拿下郡丞，擺開陣勢，趙十住等人害怕都前來聽命。於是羅藝分發府庫財物，來賜給將士，打開糧倉賑濟窮困之人，境內軍民都十分高興。
武德三年，（羅藝）奉表回到京都，（皇帝）下召封他爲燕王，賜姓李氏，加入太宗宗正屬籍。太宗攻打劉黑闥，羅藝帶兵數萬，在徐河攻破劉黑闥弟劉什善的軍隊，俘獲和斬首的共有八千人。第二年，劉黑闥協同突厥軍隊前來侵犯，羅藝再一次帶兵與太子（諡號“隱”）建成在洺州會師，於是請求入朝拜見高祖，（高祖）厚待他。不久，拜爲左翊衛大將軍。太宗的親信曾到他的營中，羅藝無緣無故毆打太宗的親信。高祖因他是屬吏大怒，很長時間才釋懷，待他像以前一樣。當時突厥屢次成爲侵擾的禍患，因羅藝一向有威名，被北夷害怕，（高祖）令羅藝憑本官身份帶領天節官兵鎮守涇州。
太宗即位，授予開府儀同三司，可是羅藝因害怕內心不安，於是到涇州欺騙說檢閱隊伍，矯詔奉密旨帶兵入朝，（於是）率衆軍士到了豳州。治中趙慈皓不知道羅藝謀反，騎馬出城迎拜羅藝。羅藝於是入主豳州。太宗命吏部尚書長孫無忌、右武侯大將軍尉遲敬德率兵討伐羅藝。王師未到，趙慈皓與統軍楊岌私下謀劃攻擊羅藝，事情泄露。羅藝拿下趙慈皓關進監獄，楊岌當時在城外發覺有變化，匆忙帶兵攻打羅藝。羅藝大敗，丟棄妻子、孩子和數百隨從，投奔到突厥，到了寧州邊界，經過烏氏驛站時，跟隨的人逐漸離開，羅藝的隨從斬殺了他，把他的首級送到了京師。（朝廷）在市集懸首示衆，恢復了他本來的姓氏——羅氏。