1930年10月，李键与日本女子广桥诚子（户籍登记为“诚子”，通常被称为“佳子”）结婚，跟其叔父李垠与李方子的婚姻相比，这桩婚事算不上是政治联姻。李键一直就想娶日本女人为妻，但李堈不同意，于是李键终日借酒浇愁。从李键幼时就负责照顾他的李王职官员堀本立太郎不忍坐视李键沉溺酒色，便给他介绍了海军大佐松平胖的女儿诚子，诚子是李方子的表妹（其母俊子是李方子母亲伊都子的异母妹），因此梨本宫家（李方子娘家）对这桩婚事也很热心，但诚子家没有爵位，所以为了门当户对，诚子先被送给有伯爵之位的本家当主松平赖寿做养女，但松平赖寿认为诚子和李键结婚不会幸福，反对这桩婚事，拒绝收养，于是诚子又被送给伯爵广桥真光（李方子的妹夫）家里当养妹。

当时，李键正处于自暴自弃中，干脆想“只要是个女的就结婚”，不过诚子的想法却不同。1931年春在李王家东京宅邸举行的茶会上，他们初次邂逅，诚子称他对身着戎装的李键的第一印象是他仪表堂堂、温柔优雅。1931年5月，正式发表李键公和广桥诚子的婚约。诚子便和李键陷入热恋中，听着海顿和贝多芬的音乐度过了一段甜蜜的时光。当时诚子想学朝鲜语，李键却变了脸色说道：“不用了。不需要学习那东西。”又说他无法适应父亲李堈的性格。

1931年10月25日，李键在东京的宅邸与诚子结婚，结婚仪式上只有李垠夫妇和诚子的亲生父母参加，非常简单。11月1日至9日，他们在朝鲜京城逗留，谒见了李堈公妃金修德，金修德对诚子印象极好，看做是亲生女儿。其后他们返回日本，李键继续他的学业，在1933年从陆军士官学校毕业，担任日军的骑兵中尉。1935年3月被任命为陆军士官学校教官，1936年8月1日晋升为大尉。同年12月28日成为日本陆军大学第51期学生，成为该校历史上仅有的4名朝鲜人之一（其余3名为李垠、李鍝、洪思翊）。两年后，李键毕业，被任命为近卫骑兵联队的中队长。1939年9月调任陆军大学研究部主任兼军事学教官。1940年8月1日晋升少佐，1943年3月1日晋升中佐。

日本投降前后，李键倍感痛苦。据说他对朝鲜的独立“实在高兴”，但又对天皇无比忠诚。昭和天皇决定接受波茨坦宣言后，在1945年8月12日召见包括朝鲜王公族在内的皇族成员，他说：“我为了陛下什么都可以做，死也甘心。”日本投降、朝鲜独立后，李键一度逃到山中的浅间温泉，理由是朝鲜独立了，虽然不是他的罪，但他无颜面见天皇。日本投降后，他马上向内大臣木户幸一说想当日本人，并且因为对朝鲜背叛日本的谢罪而请求贬为一介平民。

日本投降后，陆军大学关闭；1947年，因GHQ所要求实行的“臣籍降下”的政策，不仅日本的十一宫家成为平民，身为朝鲜王公族的李键的皇族待遇也被取消，甚至连日本国籍都不再保有，此后他陷入困难状态。为了生活，他改名为桃山虔一，同诚子来到一个小镇的车站上卖豆粥。这个消息传到李垠耳里，他为这位侄子的境遇感到悲哀。他曾悄悄地来到这个小镇察看，果然李键正同妻子在那间名为“桃屋”的粥铺忙出忙进。他没有打扰他们，含泪转身而去。但诚子无法忍受这种贫困生活，两人关系逐渐不睦，再加上诚子相比李键内向的性格而言要外向的多，她喜欢唱歌又爱社交，在商店倒闭后做了银座俱乐部的社长。导致他们关系破裂的另一个原因是在战时的亲子鉴定中发现李冲不是李键的儿子。据李键所言，诚子在婚前曾爱上某位华族青年，婚后趁自己在军校学习时与旧情人幽会，便生下了李冲。因此李键在爱上另一个女人前田美子，并在1951年同诚子离婚，然后同美子结婚，并住在埼玉县与野市的公租房里，谋了个小职员的工作，1955年才终于取得日本国籍。

李键离婚后，长子李冲（桃山忠久）和女儿李沃子（桃山沃子）判归诚子，次子李沂（桃山欣也）由李键抚养。但不久后，次子出走，不知所终。1971年5月，李键出于对故土的怀念，曾返回韩国。为了避免被媒体发现，在首尔的五天里，他是用化名登记住店的。李键不愿同任何了解其身世的人接触，只把几位异母兄弟叫到旅馆见面。他对他们说：“你们再也不要在我面前提起什么王族，你们自己也不要以王族自居。希望我们大家都过着平凡的生活，这样最好。”1990年12月21日，李键在日本埼玉县去世。

李键酷爱收藏汽车，在战前拥有英国的Alvis speed 20、美国的Pierce-Arrow等世界名车。1970年代到去世为止担任日本古典汽车俱乐部（CCCJ）的会长。

前田美子（结婚后称桃山美子）

李键长子死后，其财产由其母亲继承；次子失踪。在李键的侄儿怀隐太孙李玖过世之际，其幼子桃山孝哉表示，他直到母亲过世前都不知道父亲身为朝鲜王族的身份，并自认为已经完全是日本人了，因此不认为自己和皇室继承有任何关系。而其他李键的子女也没有参与皇室的活动。