Почему не работает делегирование событий JS?
Элемент списка не обязательно является целевым элементом. Он может целевой элемент содержать. Так что следует проверять, есть ли у целевого элемента соответствующий предок:

document.querySelector('.todo-app__list').addEventListener('click', e => {
  const li = e.target.closest('.todo-app__list-item');
  if (li) {
    console.log(li.dataset.id);
  }
});
Может быть,
console.log(e.target.getAttribute('data-id'));
?