1998年出演电视剧《刑警本色》饰演一位引领剧情纵深发展的线索人物梅英。
2002年主演电视剧《十三格格》该剧是孙树培继执导《还珠格格》后的又一部作品。
2004年出演电视剧《危情24小时》饰演一位精明干练、经验丰富的反恐特警。
2005年出演电视剧《一针见血》 这是一部折射现实生活的题材剧,李晨将社会底层小人物内心对未来的憧憬。
2006年出演电视剧《士兵突击》饰吴哲,李晨塑造了一个坚持自己的原则、充满希望和乐观的高学历、高智商、高情商的年轻少校。同时出演电影《集结号》客串出演刘干事。
2007年主演电影《地下的天空》,李晨饰演的矿工宋大明全片只有几句台词,主演电视剧《绝密押运》,饰演80后押运兵陶涛,同年主演数字电影《极限救援》,饰演乐于助人、豪爽直率的出租车司机刘武塑。
李晨照片2008年在电影《桃花运》中饰小厨师关祥,与小宋佳饰演的林聪成了一对情侣。再次和导演孔笙合作电视剧《生死线》。2009年李晨在《唐山大地震》中担纲出演方达。
2010年在电影《建党伟业》中饰演张国焘。首次出演历史人物而且戏份颇重,李晨十分重视,并且研读了剧本,同年在电视剧《风车》(原名《我和我的小姨》)中出演男主角梁尘,同年年底,以个人原创小小说《无敌》为原型的电视剧《北京爱情故事》开拍,李晨出演男主角吴狄,并担任本片监制。
2011年在电影《杨善洲》中饰演周波,成功塑造了老书记接班人周波质朴、坚韧、默默奉献的人物形象,出演电影《忠烈杨家将》中饰演杨四郎,这是李晨首次主演商业古装电影,是他拓宽戏路的一次突破和尝试,出演电视剧《风和日丽》中出演刚毅正直、深情专一的军官刘世军,之后出演电视剧《北京青年》,剧中李晨首次与赵宝刚导演合作,出演经济学硕士何东,何家老大为了找寻真正的自我,辞去优越的工作、放弃结婚,执意重走一遍青春路。
2012年1月,李晨策划、监制并主演的《北京爱情故事》开播。4月,李晨监制并领先主演的电视剧《好家伙》开机,李晨饰演时光,5月,2012年福布斯中国名人榜公布,李晨首次上榜,位列第56名。