1995年，與父親一起搭戲，在古裝劇《宰相劉羅鍋》中飾演劉安。1999年，與王衛國搭戲，在戰爭電影《731部隊之女體實驗》中飾演佐川。2000年，在都市喜劇《貽笑大方》中飾演馬小順；同年再次與父親合作，在電視劇《警察李酒瓶》中飾演李小山。
2001年，與李亞鵬，周迅一起搭戲，在武俠電視劇《射雕英雄傳》中飾演兩角裘千仞，裘千丈。2002年，與陳好搭戲，武俠劇《天龍八部》中飾演南海鱷神。2003年，與蘇有朋，何潤東，蔡琳一起搭戲，在偶像劇《情定愛琴海》中飾演小三子。
2005年，在武俠劇《神雕俠侶》（黃曉明版）中飾演裘千仞；之后在電視劇《欽差大臣》是父子兩人合作的第三部戲，在其中飾演亦正亦邪的男主角阿丑。2008年，與胡歌，林依晨一起搭戲，在金庸武俠劇《射雕英雄傳》（胡歌版）中飾演周伯通；之后與立威廉，黃奕一起搭戲，在古裝片《十全九美》中飾演酒保；之后與邵兵搭戲，在電視劇《青樹》中飾演小三。
2009年，與鄧家佳，王子文一起搭戲，在穿越片《隋朝來客》中飾演楚楚；同年與吳樾搭戲，在抗日劇《反抗之真心英雄》中飾演時小二；之后與方中信合作，在喜劇電影《大有前途》中飾演李彪。2010年，與劉燁，范文芳合作，在喜劇電影《一不留神》中飾演楊寶財；同年與釋小龍，何潔，羅家英合作，在喜劇《刀客外傳》中飾演鬼腳六。
2011年，與劉濤，潘粵明一起搭戲，在電視劇《盤龍臥虎高山頂》中飾演張三；同年與陳嘵東，李菲兒搭戲，在災難片《幸存日》中飾演趙幸福。2012年，主演愛情喜劇電影《雙人床條約》，飾演小劉；同年再次與父親搭檔，在古裝劇《喜來樂傳奇》中演德貴；之后與喻恩泰搭戲，在電影《李可樂尋人記》中飾演劉一本；再之后與田中千繪搭戲，在電影《2012來了》中演記者；并懸疑動作電影《月色猙獰》中，飾演土匪鷹老大的手下小藥仙。
2014年，與江鎧同合作，在古裝喜劇《歡樂無雙》中飾演上官諸侯；之后導演處女作懸疑片《死亡郵件》，并在其中飾演老王；同年與父親參加綜藝節目《超級訪問》，之后主演的電影《老腔》入圍了第38屆蒙特利爾國際電影節“世界聚焦單元”。
2015年，李彧主演的電影《我要上頭條》在張家口拍攝，劇中飾演搖滾暴徒。2016年，參演電視劇《青丘狐傳說》，在劇中飾演灰耳/翁二爺；同年參演宮廷玄幻大劇《柜中美人》；同年2月4日，主演網絡職場喜劇《老板來了》，在劇中飾演喬語絲。2017年，參演由柳珂導演執導的夢境懸疑推理電影《夢境之源》，片中飾演夢境的主人貨車司機李昂一角。
2019年7月15日，參演電視劇《宸汐緣》播出，飾演樂伯；8月16日，與成龍、阿諾·施瓦辛格等合作主演的奇幻冒險電影《龍牌之謎》上映；9月，憑借影片《灰猴》獲得第1屆都勻電影電視節電影競賽單元最具實力男演員獎。
2021年3月27日，參演的民國愛情劇《十二譚》播出，在劇中飾演紅豆相思君。9月23日，參演的懸疑探案電影《法醫宋慈2之四宗罪》在愛奇藝全網獨播。
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