2005年，年仅15岁的李晓旭被蒋兴权招入辽宁队，菜鸟赛季李晓旭出场24次，以49%的两分球命中率场均能拿下3.2分，2.3篮板。
15岁的年龄，这刷新了CBA参赛最小年龄的记录。随着2008年规定CBA注册球员年龄需满18岁的规定实行，李晓旭的这一记录在未来也很难被超越。
2007-08赛季，只有17岁的李晓旭已经在辽宁队中坐稳了主力的位置，场均能得到10分、6.4个篮板。这一年辽宁队季后赛首轮淘汰宿敌八一，半决赛中击败江苏，时隔多年重返总决赛。总决赛第四场，李晓旭15投12中拿下27分，帮助辽宁队取得了队史的首场总决赛胜利。正是凭借着在总决赛中的出色发挥，李晓旭首场入选了国家队，并参加了当年的斯坦科维奇杯。
当年年轻的辽宁队让大家看到了希望，所有人都觉得，辽宁队的历史首冠不会远了，没想到这一等就是十年。而当年年仅17岁的李晓旭，作为联赛中年龄最小的球员，大家对他的期望也远不止CBA。亚篮联网站的专栏文章曾将李晓旭列为具有进入NBA潜力CBA新生代球员首位。
但是由于出道太早，背身单打等基本功掌握的并不扎实，晓旭最终无缘更大的舞台。
2016-17赛季，李晓旭在体侧中跟腱断裂赛季报销。谈及伤病晓旭表示，“没想到会受那么大的伤，当时我都不知道该怎么去面对，眼前一黑，好像冠军奖杯直接从我眼前划过了一样，整个人都傻住了，意志都比较消沉，很彷徨。那次受伤对我的意志是摧毁性的打击吧。还好，家人球迷和朋友鼓励了我，我慢慢地走了出来。就像大家常说的，球员受伤后，心理的康复比身体康复更难。”
2017年9月17日，李晓旭与相恋10年的女友走入了婚姻的殿堂。
2018年4月22日，李晓旭随辽宁队夺得2017-18赛季CBA总冠军。
李晓旭15岁就开始征战CBA，至今已经13年了，对此李晓旭表示：“我这种情况在联赛中还是比较少的，联赛打的早，所以职业生涯比较长，但真正的年龄还没达到老将的标准。正常来说打了十多年联赛的球员，现在基本应该是30岁左右，再打两年就考虑退役了，而我还在二十多岁晃悠呢。我也很苦恼，因为很多人都议论说，李晓旭这么大岁数怎么还不退役啊，我说我退什么役啊，我二十多岁就退役啊！”
目前李晓旭以4764分，排在CBA历史得分榜的第42位。
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