程千里，京兆人。身高七尺，身材相貌魁梧伟岸，勇武有力。他本来是碛西招募的兵士，因屡立军功，官职做到安西副都护。天宝十一年(752)，授官御史中丞。天宝十二年，兼任北庭都护，充当安西、北庭节度使。突厥首领阿布思先前率领部众归附大唐，隶属于朔方军，玄宗赐给他姓名叫李献忠。李林甫在京城呆着遥领朔方节度使的职务，任用李献忠为副将领。后来诏命将献忠的部落改为隶属于幽州，献忠一向与安禄山有矛盾，害怕不利，没有听从诏命，便反叛逃归漠北，屡次在边境骚扰为患。玄宗很气愤，命令程千里帅兵讨伐献忠。天宝十二年十一月，程千里的军队到达了碛西，发军事文书晓谕葛禄，让他出兵配合。献忠势单力穷，投降葛禄的部队，葛禄捆绑了献忠和他的妻子儿女及其部下数千人，送到程千里那儿，千里便飞快地上表入京献捷，玄宗极赞其强悍豪壮。天宝十三年三月，程千里到勤政楼献上俘虏，斩其首于朱雀街，以功勋授官右金吾卫大将军同正，于是留京任羽林军副将。
安禄山叛逆作乱，诏命程千里到河东招募兵士，充任河东节度副使、云中郡太守。天宝十五年正月，转任上党郡长史、特进、代理御史中丞，带领军队守卫上党。叛军来攻城，多次被千里打败。以武功加官开府仪同三司、礼部尚书、兼御史大夫。
至德二年(757)九月，叛军将领蔡希德围攻上党城，多次派出轻骑兵挑战。程千里仗着骁勇果敢，打开城墙的吊门，率领一百骑人马出城接战，想要活捉蔡希德。勇猛的骑兵几乎都要捉住了希德，然而蔡希德的救兵赶到，未能成功。程千里勒住马往回退，可城门吊桥坏了掉到了坑里，反而被蔡希德俘获，便仰着头对众骑士说：“这不是我作战的过失，这是天命！替我告诉各位将士，可以忽然间失去统帅，却不可以丢掉城池。”军士们听说后都为之流泪，昼夜严兵把守城楼，叛军始终未能攻下上党城。程千里被带到东都洛阳，安庆绪放了他，给他授伪官特进，后来被囚禁在客省。到安庆绪兵败逃跑时，千里被严庄所杀害。
这一年十二月，皇上亲临丹凤楼进行大赦，节文宣称：“忠臣奉事国君，专一坚定，虽死不变；刚烈之士守义献身，虽死犹存。李忄登、卢奕、袁履谦、张巡、许远、张介然、蒋清、庞坚等人，特予追赠官职，并寻访他们的子孙，厚封其子孙官职爵位，对他们的家人要好好加以优待抚恤。”从此赦罪赐恩无不囊括有节操义行的士人，而程千里终究因为活着被捉拿到叛军殿廷过，所以没能沾褒奖赠官的边。