1997年19岁的李晨刚刚考入艺术学院，还没有开始系统的表演学习。便在数千人的竞争中脱颖而出，出演《十七岁不哭》男主角简宁，同年出演《花季·雨季》中的运动男孩王笑天。2011年在电影《杨善洲》中饰演周波，成功塑造了老书记接班人周波质朴、坚韧、默默奉献的人物形象，出演电影《忠烈杨家将》中饰演杨四郎，这是李晨首次主演商业古装电影，是他拓宽戏路的一次突破和尝试，出演电视剧《风和日丽》中出演刚毅正直、深情专一的军官刘世军，之后出演电视剧《北京青年》，剧中李晨首次与赵宝刚导演合作，出演经济学硕士何东，何家老大为了找寻真正的自我，辞去优越的工作、放弃结婚，执意重走一遍青春路。

2012年1月，李晨策划、监制并主演的《北京爱情故事》开播。4月，李晨监制并领先主演的电视剧《好家伙》开机，李晨饰演时光，5月，2012年福布斯中国名人榜公布，李晨首次上榜，位列第56名。

2013年2月，李晨主演，由杨亚洲导演，林和平编剧的电视剧《草帽警察》拍

摄完毕，4月，李晨监制并主演的电视剧《到爱的距离》开机，这是一部医院题材电视剧，李晨饰演普外科主任李睿。同时还客串电视剧《北平无战事》饰演齐慕堂。

2013年出演微电影《致父亲》，主要讲摄影师王浩然（李晨饰演）正处在事业的瓶颈期，面临着摄影大赛资格被取消的危机，8月25日，李晨主演的微电影《因情圆缺2：代理相亲》在北京举办了首映礼，8月29日，李晨赴美国拍摄由搜狐视频制作的音乐旅行真人秀节目《唱游天下》第二季。

2014年8月9日，李晨亮相美国机车节现场，领取美国机车师Jesse James为他量身定制的专属机车。机车节现场，由Jesse James为李晨的专属机车揭开神秘面纱，这辆绿色机车由全手

工打造。10月10日，李晨加盟大型户外竞技真人秀《奔跑吧兄弟》同时并出演电影版。12月21日，李晨客串大型历史电视连续剧《武媚娘传奇》开播，剧中饰演李牧一角。

2015年3月28日，李晨参演的电视剧《天使的城》在浙江、江苏卫视播出。同时参演的电影《咱们结婚吧》于4月2日上映。同年主演的抗战剧《秀才遇到兵》于8月5日在江苏、北京卫视播出。