1958年，李桓英舍弃国外优厚条件，瞒着定居美国的父母，毅然回国投身新中国卫生健康事业。
麻风病历来是备受歧视的、致残的“不治之症”。1978年，57岁的李桓英选择了从事麻风病防治工作。为了掌握第一手资料，李桓英把实验室“搬到”云南省勐腊县的麻风村，一干就是十多年。在深入麻风病区的途中，由于山高路险，道路崎岖，她曾经两次翻车、多次落水，一侧锁骨、三根肋骨骨折，可她依然拼搏在麻风病防治一线。工作和生活的艰苦，实验过程的复杂，曲折，难以言表，她都从容面对，从不叫苦。李桓英开展短程联合化疗之时，许多人反对；但她根据实验数据坚持认为，该疗法符合中国国情，副作用少，节省的药品能救治更多人，事实证明她是对的。试点成功后，她又跑遍各级皮肤病防治站，把在试点成功的方案亲自教授给防治人员。几十年来，李桓英严谨细致地开展临床试验，不断优化治疗方案，解决了该领域重大策略和技术上的关键问题。她推广的短程联合化疗方法救治了数以万计的麻风病患者，提出的麻风病垂直防治与基层防治网相结合的模式，被称为麻风病“全球最佳的治疗行动”，为我国及全球麻风病防治作出了重大贡献。
2021年8月，中共中央宣传部授予李桓英同志“时代楷模”称号。
