1997年19歲的李晨剛剛考入藝術學院，還沒有開始系統的表演學習。便在數千人的競爭中脫穎而出，出演《十七歲不哭》男主角簡寧，同年出演《花季·雨季》中的運動男孩王笑天。
1998年出演電視劇《刑警本色》飾演一位引領劇情縱深發展的線索人物。2002年主演電視劇《十三格格》”該劇是孫樹培繼執導《還珠格格》後的又一部力作“。
2004年出演電視劇《危情24小時》飾演反恐特警。2005年出演電視劇《一針見血》 。
2006年出演電視劇《士兵突擊》飾吳哲。同時出演電影《集結號》客串出演劉幹事，出場雖然只有三分鐘，但充分展現了其表演功底。
2010年在電影《建黨偉業》中飾演張國燾。同年出演電視劇《風車》中出演男主角梁塵，同年年底，以個人原創小小說《無敵》為原型的電視劇《北京愛情故事》開拍，李晨出演男主角吳狄，並擔任本片監製。
2011年在電影《楊善洲》中飾演周波，出演電影《忠烈楊家將》中飾演楊四郎。出演電視劇《風和日麗》的劉世軍，出演電視劇《北京青年》李晨首次與趙寶剛導演合作。
2012年1月，李晨策劃、監製並主演的《北京愛情故事》，4月，李晨監製並領先主演的電視劇《好傢伙》開機。
2015年3月28日，李晨參演的電視劇《天使的城》在浙江、江蘇衛視播出。 同時參演的電影《咱們結婚吧》於4月2日上映。 2015年8月5日，李晨主演的抗戰劇《秀才遇到兵》在江蘇衛視、北京衛視播出。 2015年10月21日，李晨主演的《三個奶爸》在浙江衛視、深圳衛視播出。
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