2008年，李佳航加盟《金甲戰士》劇組，在劇中飾演“少中天”，這是 其擔任男一號的首部影視作品。
2009年，主演話劇《鹿鼎記》飾演“康熙”。同年，客串電視劇《愛情公寓第一季》，2011年，表現出色的李佳航在《愛情公寓第二季》中成為主演， 飾演幽默詼諧的平民律師“張偉”，因為一瓶“益達口香糖”被取外號為“張益達”，又因在劇中有吃小龍蝦過敏的橋段，被網友昵稱“小龍蝦”。
2010年主演話劇《被結婚時代》飾演男一號“鄭晨光”，話劇《被結婚時代》獲得當年上海小劇場話劇票房冠軍。同年，李佳航畢業于上海戲劇學院。”
2011年，主演《新還珠格格》，因在劇中飾演正氣浩然的御前侍衛“福爾康”而給觀眾留下了深刻的印象。
2012年9月，主演電視劇《我家有喜》飾演男一號“林英雄”，11月， 主演電視劇《艾米加油》飾演男一號“張和平”，成功塑造兩個不同的高富帥好男人形象，贏得觀眾喜愛。11月，拍攝《愛情公寓第四季》。該劇于2014年1月登陸四大衛視播出，李佳航因“張偉”這個角色的塑造獲得觀眾好評。
2013年1月初，友情出演《少年神探狄仁杰》飾演大唐公子褚尚元。該劇已在各地面臺播出，并于2015年7月30日登陸央視八套黃金檔。4月，拍攝電影《我為相親狂》飾演既睿智又搗蛋的男主角“趙帥”，該片于2013年11月1日小光棍節檔全國公映。8月14日，網絡短劇《騰空的日子》在上海開機，李佳航繼《愛情公寓》之后，再度與汪遠、韋正合作，飾演藝考生“蔣百川”，該劇再現了青蔥校園的同窗情誼，溫情而又搞笑，2014年5月在騰訊視頻獨家播出，備受好評。10月，李佳航友情客串網絡輕喜劇《快樂ELIFE》飾演何炅的表弟“鄭一地”。
2013年4月底，拍攝由導演劉家成執導，趙琪編劇的青春勵志軍旅大 戲《天生要完美》（又名：《心戰101》），擔綱主演蔡米一角。該劇講述了以李佳航飾演的“蔡米”為代表的一批90后大學生走向軍營，磨練成長的故事，于2015年1月11日登陸央視八套黃金檔播出8月，拍攝由李歆小說改編，林心如制作兼主演的電視劇《秀麗江山之長歌行》，飾演男二號，東漢開國名將，別號大樹將軍的陽夏侯“馮異”。
2014年1月17日，登臺上海藝海劇院主演話劇《給未知戀人的愛情短信》，這是一部改編自蔡康永同名作品并由其擔任藝術顧問的舞臺劇，李佳航飾演為愛迷茫的男孩“小晃”。1月22日，拍攝由張巍編劇，于正制作的古裝劇《班淑傳奇》，飾演男二號“鄧騭”。4月29日，拍攝都市勵志劇《青春正能量之我是女神》（又名《奮囧》），飾演男一號“駱曉春”，該劇圍繞以報考公務員為人生理想的女主角和不想成為家族企業繼承人，只想成為廚師的高富帥男主角之間的故事而展開，于2015年1月10日登陸安徽衛視、河北衛視黃金檔播出。11月，拍攝時尚都市家庭大劇 《熊爸熊孩子》，飾演不著調攝影藝術家尤用，被李金銘飾演的銀子倒追。
2015年，拍攝電影《杜拉拉追婚記》飾演阿樂。6月，拍攝由華策集團旗下克頓傳媒辛迪加影視，索尼影視聯合出品的青春偶像喜劇《新婚公寓》，飾演男一號謝曉駿，攜手女友李晟演繹初入圍城小夫妻生活當中的平淡與繁華、沖突與考驗。《新婚公寓》不僅請到《泰囧》編劇束煥親自操刀，更有美劇《老友記》導演Steve全程參與保駕護航。9月，拍攝由辛迪加影視出品的古裝探案喜劇《醫館笑傳2》，飾演男一號朱一品。
2016年3月，主演的青春諜戰懸疑劇《尖鋒之烈焰青春》殺青。隨后勵志情感劇《生于70年代》開機。
2016年6月，主演都市行業劇《外科風云》在劇中扮演開朗有趣的急診科醫生陳紹聰，于2017年4月登陸北京衛視、浙江衛視。
2016年9月，主演首部聚焦當代互聯網創業者奮斗經歷的勵志大劇《合伙人》開機，李佳航在劇中飾演王子。
2017年，主演由李晨執導的中國首部現代空戰電影《空天獵》，該片將在9月30日上映，由李晨、范冰冰、王千源、李佳航、李晨浩、郭洺宇、葉瀏主演，吳秀波特別出演，王學圻友情出演。
2018年1月，由正午陽光影業、中國人民解放軍八一電影制片廠聯合出品的當代軍旅生活劇《尉官正年輕》開機拍攝，李佳航在劇中飾演許兵的丈夫徐曉斌。8月10日，主演的愛情喜劇電影《愛情公寓》全國公映。
2019年5月，開拍《愛情公寓5》8月，與李小璐主演的都市情感懸疑大劇《讀心》 首播。
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