1996年,出演了首部電視劇《古城奇案》,在劇中飾演男二號,從而正式進入演藝圈。李坤霖寫真1999年,出演了首部電影《蝴蝶的微笑》,在劇中飾演一名建筑師。2000年,出演了現(xiàn)代喜劇《鄉(xiāng)里鄉(xiāng)親住高樓》,在劇中飾演馬大文。2002年,出演了高希希執(zhí)導的電視劇《花非花》,在劇中飾演張輝；同年,出演了肖鋒執(zhí)導的電影《情義兩重天》。2003年,出演了孫周,孫淳,高惠彬,王衛(wèi)國主演的都市情感劇《智慧風暴》。2004年,與李智強,高明,廖京生合作主演講述法官陳麟基傳奇一生的電影《生死界限》,在劇中飾演男一號陳麟基。2006年,出演了高希路執(zhí)導的愛情電影《蜻蜓》,在劇中飾演男二號霍杰,與池云飛有對手戲。2007年,出演了改編自李碧華同名小說的電視劇《生死橋》,在劇中飾演一個一心想改良社會,性格激進,又缺乏冷靜頭腦的留洋歸來的新派青年路新生。2008年,與高虎合作主演的電視劇《都是愛情惹的禍》,在劇中與高虎飾演生死與共的好兄弟；同年,與王麗媛,宋海梅共同主演的電影《好秋不涼》上映。2009年,與海清,黃海波合作主演都市情感劇《媳婦的美好時代》,在劇中飾演孝順兒子楊一凡；同年,出演了偶像勵志劇《杜拉拉升職記》,在劇中飾演帥氣的HR李文華。北京國際電影節(jié)2010年,在勵志情感劇《滿秋》中擔綱男一號,在劇中飾演對滿秋一往情深的馬立本；同年,出演了央視家庭劇《幸福密碼》,在劇中飾演西鳳的哥哥西光,是個一度賠光家底的出軌壞男人。2011年,出席第20屆中國金雞百花電影節(jié)并擔任最佳導演獎頒獎嘉賓,為國際影展單元最佳導演頒獎；4月24日,李坤霖做客由春妮主持的BTV《你好先生》五一特別節(jié)目,與曹揚,肖劍,董路等5位男嘉賓共同PK爭奪“魅力先生”的封號,最終獲勝；11月15日,與陶澤如,閻青妤,周顯欣簽約北大星光。2012年,出演了32集都市家庭輕喜劇《岳母的幸福生活》,在劇中飾演家境優(yōu)渥的“鉆石男”梁普；同年,出演了以模特行業(yè)為背景的時尚行業(yè)劇《華麗一族》,在劇中飾演傳奇董事長李兆欽。2013年4月23日,攜手周顯欣出席第三屆北京國際電影節(jié)閉幕式；7月26日,參演的反穿越懸疑偵探神劇《新神探聯(lián)盟》播出,在劇中飾演空降而來的市長常有亭。2014年8月5日,參演都市情感劇《約會專家》播出,在劇中飾演脈絡公司活動策劃主管郝勇。2015年7月,憑借微電影《霧中風景》獲得“北京微電影節(jié)”最佳男主角；同年12月,憑借電影《耳蝸》入圍百合獎。2016年7月11日,參演的鄉(xiāng)村輕喜劇《小米的愛情》播出,在劇中飾演男主角姜濤。2017年,參演大型抗戰(zhàn)傳奇劇《懸紅》。2019年1月5日,參演的都市職場情感劇《幕后之王》播出,在劇中飾演鄧霖；6月27日,參演的古裝懸疑劇《長安十二時辰》播出；8月21日,主演的緝毒案件刑偵電視劇《善始善終》播出；9月22日,參演的都市情感劇《激蕩》播出,在劇中飾演劉毅。2020年11月10日,參演的年代創(chuàng)業(yè)劇《追夢》播出,在劇中飾演查貴祥；11月19日,參演的都市愛情懸疑劇《最初的相遇,最后的別離》播出,在劇中飾演馮衛(wèi)星。2021年4月25日,參演的都市諜戰(zhàn)劇《風暴舞》播出,在劇中飾演李云；9月3日,參演的浪漫愛情輕喜劇《我的砍價女王》播出,在劇中飾演胡大元。2022年3月15日,參演的現(xiàn)實主義題材劇《愛拼會贏》播出,在劇中飾演趙啟年；5月24日,出演的現(xiàn)實題材電視劇《春風又綠江南岸》播出,在劇中飾演牛一齡。7月,李坤霖主演的電視劇《我們這十年之熱愛》殺青。10月10日,參演的電視劇《我們這十年》播出。4月3日,參演的電視劇《要久久愛》,李坤霖殺青。

2008年4月,李坤霖受邀參加了由中國紅十字協(xié)會與兒童希望救助基金聯(lián)手主辦的“為先天性心臟病患兒募捐”大型公益活動。并擔任慈善拍賣會的主持。