2005年，只有15歲的李曉旭以2.04米的身高被蔣興權特招進入遼寧盼盼隊，並在這個賽季出戰24場，場均3.2分2籃板，數據不算漂亮，但畢竟是第一年征戰CBA，而且年齡只有15歲，前途不可限量。
到了2007年，只有17歲的他已經在遼寧隊中已經坐穩了主力的位置，場均時間27.3分鐘，能得到10分和6.5個籃板。同年，李曉旭也入選了尤納斯帶領的國家隊，並參加了當年的斯坦科維奇盃。隨後幾年，李曉旭是國家隊的常客，入選了北京奧運會集訓名單，但是沒有進入最終大名單，2010年進入亞運會名單，並隨隊伍獲得冠軍。
北京時間2013年1月25日，CBA聯賽第27輪繼續進行，遼寧隊對戰江蘇中天鋼鐵。最終，遼寧隊在主場戰勝對手。在本場比賽中，李曉旭得到12分10個籃板。這樣一來，他的個人總得分也就達到3000分，成為首位打到3000分的90後球員。同年1月30日，CBA常規賽第29輪，遼寧客場勝東莞。只要李曉旭在本場比賽拿到9個籃板，他的籃板總數就能達到1000個，成為CBA歷史上第三個達到1000個的球員，不負眾望，本場比賽遼寧隊李曉旭拿下了6分19個籃板，這讓他的個人前場籃板總數達到1000個。
然而不幸的是，在2016-2017賽季體測中李曉旭右腳腳踝受傷，經醫生確診，為右腳跟腱斷裂，並且在北京做了手術。這種傷病通常情況下，6個月才能復出，這也意味著李曉旭很缺席本賽季CBA聯賽常規賽的所有比賽。這對李曉旭來說，無疑是一個重擊。他因為這件事情，變得非常沮喪，一時無法接受。好在李曉旭的妻子一直陪在他的身邊，陪著李曉旭共同度過那段灰暗的時光，李曉旭在他妻子的照料下，經過一年的康復訓練，重新回到了賽場上。並隨遼寧隊參加了全運會，並奪得冠軍。在2017年9月17日，李曉旭和他的愛妻李旭在瀋陽舉行了盛大的室外草坪婚禮。
同年，李曉旭繼續跟隨遼寧隊征戰CBA，在與前幾次冠軍擦肩而過後，終於在這個賽季拿到了CBA的總冠軍，總算沒有辜負自己這麼長時間的艱苦訓練，對自己也算有個交代。
現在2018-2019賽季CBA常規賽正在進行，希望李曉旭在新的賽季中發揮自己，為球隊衛冕貢獻自己的一份力。
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