1997年，年僅19歲的李晨剛剛考入藝術(shù)學(xué)院，還沒(méi)有開始系統(tǒng)的表演學(xué)習(xí)，便在數(shù)千人的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，在校園青春劇《十七歲不哭》中飾演男主角簡(jiǎn)寧，從而正式進(jìn)入演藝圈 ?；同年，與顏丹晨、張超、煬姿白云合作主演青春劇情電影《花季·雨季》，在片中飾演擅長(zhǎng)打籃球的體育委員王笑天 ?。

　　1998年，與王志文、李幼斌、陳大偉合作主演警匪劇《刑警本色》，在劇中飾演梅莉的弟弟梅英，這是他首次與段奕宏合作 ?。

　　2002年，與李小璐、呂麗萍、孫一理合作主演清宮劇《十三格格》，在劇中飾演與十三格格一起長(zhǎng)大并一直追求著她的男主角七貝勒 ?。

　　2004年，與任泉、劉威、趙琳合作主演警匪劇《危情24小時(shí)》，在劇中飾演精明干練、經(jīng)驗(yàn)豐富的反恐特警方進(jìn) ?。

　　2005年，與劉燁、左小青、黃覺(jué)合作主演刑偵劇《一針見(jiàn)血》 ，在劇中飾演女主角樊丹的弟弟樊東 ?。

　　2006年，與王寶強(qiáng)、陳思成、段奕宏合作主演青春勵(lì)志劇《士兵突擊》，在劇中飾演堅(jiān)持自己的原則、充滿希望和樂(lè)觀的少校吳哲，這是他與段奕宏繼《刑警本色》后的再度合作 ?；同年，出演有張涵予、鄧超、廖凡主演的戰(zhàn)爭(zhēng)題材電影《集結(jié)號(hào)》，在片中飾演解放軍干事劉干事 ?。

　　2007年，與羅德元、黃軒、鄭羅茜合作主演劇情電影《地下的天空》，在片中飾演礦工宋大明 ?；同年，與王斑、嵇波、李東翰合作主演警匪懸疑劇《絕密押運(yùn)》，在劇中飾演80后押運(yùn)兵陶濤 ?；同年，與國(guó)麗娜、齊奎合作主演數(shù)字電影《極限救援》，在片中飾演樂(lè)于助人、豪爽直率的出租車司機(jī)劉武塑。

　　2008年，與葛優(yōu)、鄔君梅、段奕宏合作主演桃色喜劇電影《桃花運(yùn)》，在片中飾演老實(shí)善良且?guī)c(diǎn)傻氣的酒店廚師關(guān)祥，與小宋佳飾演一對(duì)情侶 ?；同年6月，憑借電影《極限救援》獲得“第11屆上海電影節(jié)傳媒大獎(jiǎng)”最具潛力新人獎(jiǎng) ?。

　　2009年，與廖凡、張譯、楊爍合作主演抗戰(zhàn)劇《生死線》，在劇中飾演寧守備團(tuán)的上尉副官龍文章 ?；同年10月，憑借電影《極限救援》入圍“第37屆國(guó)際艾美獎(jiǎng)”最佳男主角獎(jiǎng) ?；同年，與徐帆、張靜初、陳道明合作主演災(zāi)難電影《唐山大地震》，在片中飾演女主角方登的弟弟方達(dá) ?。

　　2010年，與劉燁、陳坤、張嘉譯合作主演歷史電影《建黨偉業(yè)》，在片中飾演張國(guó)燾，這是他首次出演歷史人物 ?；同年，與小宋佳、楊立新、霍思燕合作主演家庭情感劇《風(fēng)車》（原名《我和我的小姨》），在劇中飾演做人真誠(chéng)、做事講義氣的男主角梁塵 ?，同年，與陳思誠(chéng)、張譯、楊冪合作主演都市情感劇《北京愛(ài)情故事》，在劇中飾演個(gè)性格溫和、無(wú)欲無(wú)求的男主角吳狄，與此同時(shí)李晨還擔(dān)任了該劇的監(jiān)制 ?；同年10月，出版?zhèn)€人首本文學(xué)作品《晨光倒影》 ?。

　　2011年3月，憑借電影《唐山大地震》獲得“第五屆娛樂(lè)大典”年度電影飛躍人物大獎(jiǎng) ?；同年，與李雪健、陶虹、奚美娟合作主演公益電影《楊善洲》，在片中飾演男主角楊善洲的得力助手周波 ?；同年，與鄭伊健、于波、周渝民合作主演古裝電影《忠烈楊家將》，在片中飾演楊四郎，這是他首次出演古裝電影 ?；同年，與馬伊琍、尤勇合作主演年代情感劇《風(fēng)和日麗》，在劇中飾演剛毅正直、深情專一的軍官劉世軍 ?；之后，他還出演了趙寶剛執(zhí)導(dǎo)的都市情感劇《北京青年》，在劇中飾演經(jīng)濟(jì)學(xué)碩士何東 ?。

　　2012年，與張譯、高捷、張殿倫合作主演近代革命劇《好家伙》，在劇中飾演海灘一幫派老大屠先生一力培養(yǎng)的接班人時(shí)光；同年5月，福布斯中國(guó)名人榜公布，李晨首次上榜，位列第56名；同年8月，憑借電影《唐山大地震》獲得“第31屆大眾電影百花獎(jiǎng)”最佳男配角獎(jiǎng)的提名 ?。

　　2013年，與霍思燕、于越、杜江合作主演當(dāng)代勵(lì)志劇《草帽警察》，在劇中飾演心地善良溫和、為人穩(wěn)重踏實(shí)的男主角劉五四 ?；同年，與靳東、潘虹、高鑫合作主演醫(yī)療劇《到愛(ài)的距離》，在劇中飾演普外科主任李睿 ?；之后，他還客串了劉燁、陳寶國(guó)主演的近代戰(zhàn)爭(zhēng)劇《北平無(wú)戰(zhàn)事》，在劇中飾演齊慕堂 ?；同年，與藍(lán)盈瑩、安宇、李郁文合作主演微電影《致父親》，在片中飾演身為攝影師的男主角王浩然 ?；同年8月25日，其主演的微電影《因情圓缺2：代理相親》在北京舉辦了首映禮 ?；同年8月29日，李晨赴美國(guó)拍攝由搜狐視頻制作的音樂(lè)旅行真人秀節(jié)目《唱游天下第二季》 ?。

　　2014年，李晨參加浙江衛(wèi)視大型戶外競(jìng)技真人秀《奔跑吧兄弟》的錄制，與此同時(shí)他還出演了《奔跑吧兄弟》的電影版 ?；同年，與范冰冰、張豐毅、李治廷合作主演古裝宮廷劇《武媚娘傳奇》，在劇中飾演女主角武則天青梅竹馬的情人李牧 ?。

　　2015年3月28日，其主演的都市情感劇《天使的城》在浙江衛(wèi)視、江蘇衛(wèi)視播出，在劇中飾演熱情仗義的出租車司機(jī)李飛翔 ?；同年4月2日，其主演的電影《咱們結(jié)婚吧》上映，在片中飾演熱情奔放、敢愛(ài)敢恨的音樂(lè)專業(yè)生李想 ?；同年8月5日，其主演的抗戰(zhàn)劇《秀才遇到兵》在江蘇衛(wèi)視、北京衛(wèi)視播出，在劇中飾演機(jī)智過(guò)人、滿腹經(jīng)綸的男主角龍千言 ?；同年10月21日，其主演的《三個(gè)奶爸》在浙江衛(wèi)視、深圳衛(wèi)視播出，在劇中飾演男主角余崢 ?。

　　2016年1月7日，與黃曉明、Angelababy、海清成為首批加入星光公益聯(lián)盟的明星，并獲得“推動(dòng)公益影響”獎(jiǎng)項(xiàng) ?；同年3月，獲得“第18屆華鼎獎(jiǎng)”中國(guó)最佳電視劇男演員獎(jiǎng) ?。