65438年至0998年，他與王、李幼斌、合作了警匪劇《刑警本色》，在其中飾演梅麗的弟弟梅英，這也是他與的首次合作。
2002年，她與李小璐、呂麗萍、孫壹立合作主演了清宮劇《十三格格》，在劇中飾演與十三格格壹起長大並壹直追求她的男主角齊貝勒。
2004年，他與任泉、劉煒和趙琳合作出演了警匪劇《24小時危情》，在該片中他飾演了壹位聰明老練的反恐特警金芳。
2005年，他與劉燁、左小青和黃覺合作主演了刑偵劇《壹針見血》，在劇中他飾演女主角範丹的弟弟。
2006年，他與王、陳思誠、合作主演了青春勵誌劇《士兵突擊》，在劇中他飾演了堅持自己原則、充滿希望和樂觀的少校。這是他繼國際刑警組織後再次與段奕宏合作。同年，他主演了張涵予、鄧超、廖凡主演的戰爭電影《集結號》，在該片中他飾演解放軍導演劉。
2007年與羅德元、黃軒、羅西聯袂主演劇情片《地下天空》，在片中飾演礦工宋大明；同年與、紀博、李聯袂主演懸疑劇《絕密鏢局》，飾演80後鏢師；同年，她與郭麗娜和合作了數字電影《極限救援》,在其中她扮演了蘇，壹個樂於助人、直爽的出租車司機。
2008年，他與葛優、鄔君梅和段奕宏合作主演了愛情喜劇電影《桃花運》，在該片中他扮演了壹位誠實善良的酒店廚師關翔，並與宋佳飾演了壹對情侶。同年6月，憑借電影《極限營救》獲得“11上海電影節媒體獎”。
2009年，與廖凡、張譯、碩揚合作主演抗戰劇《生死線》，飾演寧守備團隊長副官龍文；同年5438年6月+10月，憑借電影《極限營救》入圍第37屆國際艾美獎最佳男演員獎。同年，他與徐帆、張靜初、陳合作了災難片《唐山大地震》，在片中他飾演女主角的弟弟。
2010與劉燁、陳坤、主演歷史電影《偉大復興的開端》，在片中飾演張，這是他第壹次以歷史人物的身份出演。同年，他與宋佳、楊立新、霍思燕合作主演了家庭情感劇《風車》(原名《我和姨媽》)，在該劇中他飾演了真誠忠厚的男主角梁晨。同年，他與陳思誠、張譯、楊冪合作主演了都市情感劇《北京愛情故事》，在劇中飾演壹個溫柔絕情的男主角吳迪。同時，李晨也擔任了這部戲劇的主人公。同年，5438年6月+10月，發表了自己的第壹部文學作品《晨光倒影》。
2011年3月憑借電影《唐山大地震》獲得“第五屆娛樂盛典”年度電影飛躍人物獎；同年與李、、席美娟合作主演公益電影《楊善洲》，在片中飾演男主角楊善洲的得力助手周波；同年，他與鄭伊健、阿波羅和周渝民聯袂主演古裝電影《楊家將勇士》，在該片中他飾演楊四郎，這是他首次出演古裝電影。同年與馬伊俐、尤勇智合演情感劇《美好的日子》，飾演剛毅、正直、深情的軍官劉世軍；之後，他還出演了趙寶剛導演的都市情感劇《京華青年》，在其中飾演經濟學大師何東。
2012與張譯、、合演現代革命劇《少年》，飾演上海灘壹幫老大塗先生培養的接班人時光；同年5月，《福布斯中國名人》公布李晨首次上榜，排名第56位；同年8月，憑借電影《唐山大地震》獲得第31屆百花獎最佳男配角獎提名。
2013與霍思燕、於越、杜江合作主演當代勵誌劇《草帽警察》，在劇中飾演善良溫柔穩重的男主角劉五四。同年，他與靳東、潘虹和高辛合作主演了醫療劇《愛情的距離》，並飾演普外科主任李銳。後又客串劉燁、陳主演的現代戰爭劇《北平無戰事》，在其中飾演齊；同年與Lyric、安宇、李玉文合作主演微電影《致父親》，在其中飾演男主角王浩然擔任攝影師；同年8月25日，其微電影《因愛錯過2:演技相親》在北京首映。同年8月29日，李晨赴美拍攝由搜狐視頻制作的音樂旅行真人秀《唱響天下第二季》。
2014年，李晨參與浙江衛視大型戶外競技真人秀《跑男》的錄制，同時還出演了電影版《跑男》；同年，他與範冰冰、張豐毅和李治廷合作出演了古裝宮廷劇《武媚娘傳奇》，在該劇中他飾演女主角武則天的青梅竹馬李牧。
2065438+2005年3月28日，由他主演的都市情感劇《天使的城》在浙江衛視、江蘇衛視播出，他在劇中飾演壹位熱情的出租車司機李飛翔。同年4月2日，由激情音樂專業的李湘主演的電影《我們結婚吧》上映。同年8月5日，由他主演的抗戰劇《秀才遇上兵》在江蘇衛視、北京衛視播出，他在劇中飾演機智博學的英雄龍；同年6月65438+10月21日，他主演的《三個爸爸》在浙江衛視和深圳衛視播出，其中他飾演主角鄭宇。
2016 1.7，黃曉明、楊穎、Christina成為首批加入星光公益聯盟的明星，獲得“提升公眾影響力”獎項；同年3月，獲得“18華鼎獎”和中國最佳電視演員獎。