1997年《十七歲不哭》 17歲，剛剛考入藝術(shù)學(xué)院的李晨，還沒(méi)有開(kāi)始系統(tǒng)的表演學(xué)習(xí)，便經(jīng)過(guò)數(shù)千人的競(jìng)爭(zhēng)，主演了《十七歲不哭》。當(dāng)年，這部電視劇一播出，就以清新、明快的風(fēng)格，本色樸實(shí)的演出，引起了眾多少男少女們的心靈共鳴。時(shí)至今日，帥帥酷酷的“簡(jiǎn)寧”形象仍停留在如今已長(zhǎng)大成人的影迷心中，成為青春歲月回憶中的一抹靚麗。
1998年《刑警本色》 劇中，李晨飾演一位引領(lǐng)劇情縱深發(fā)展的線(xiàn)索人物（梅英），這是一個(gè)情感復(fù)雜、內(nèi)心矛盾沖突強(qiáng)烈的角色。當(dāng)姐姐因他身故后，在悔恨與愧疚中他洗心革面，成為警方線(xiàn)人。并為最終摧毀犯罪集團(tuán)付出年輕的生命。該劇集合了王志文、李幼斌、劉威等眾多實(shí)力演員傾力演出，這也為李晨的演技成熟打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2002年《十三格格》 《十三格格》是孫樹(shù)培繼執(zhí)導(dǎo)《還珠格格》后的又一部力作。由李晨與李小璐共同主演。憨厚帥氣、文武雙全但卻傳統(tǒng)古板的七貝勒與嬌俏可人、精靈古怪，有著西洋思想的十三格格之間的不斷磨擦引出一連串啼笑皆非、洋相百出的故事。該劇深受青少年們的喜愛(ài)，已成為各地電視臺(tái)每年寒、暑期必播電視劇。
2004年《危情24小時(shí)》 該劇由華誼公司投資拍攝，專(zhuān)為當(dāng)紅小生任泉與李晨量身定做。劇中李晨首次飾演一位精明干練、經(jīng)驗(yàn)豐富的反恐特警，在暗戰(zhàn)叢生、環(huán)環(huán)相扣的劇情中與 “任泉”并肩作戰(zhàn)，該劇在各地收視率一路飄紅，也使得廣大觀眾見(jiàn)識(shí)到李晨對(duì)角色的塑造及把握功力增強(qiáng)。
2005年《一針見(jiàn)血》 這是一部折射現(xiàn)實(shí)生活的題材劇，李晨將社會(huì)底層小人物內(nèi)心對(duì)未來(lái)的憧憬，對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的迷茫無(wú)奈及對(duì)現(xiàn)實(shí)不公的反抗都演繹得絲絲入扣、真切傳神。該劇集合了劉燁、左小青、李晨等一批當(dāng)紅青年演員。

2006年電視劇《士兵突擊》飾吳哲 塑造了一個(gè)與眾不同的人物，將愛(ài)干凈、俊朗、文質(zhì)彬彬等特點(diǎn)進(jìn)行了適度的夸張，把人物形象表現(xiàn)到了極致。

2008年，憑借電影《極限救援》獲得“第11屆上海電影節(jié)傳媒大獎(jiǎng)”最具潛力新人獎(jiǎng)。

2009年，主演災(zāi)難電影《唐山大地震》。

2010年，在都市情感劇《北京愛(ài)情故事》中飾演男主角吳狄  。

2011年，憑借電影《唐山大地震》獲得“第五屆娛樂(lè)大典”年度電影飛躍人物大獎(jiǎng)  。

2012年，主演近代革命劇《好家伙》。

2013年，主演醫(yī)療劇《到愛(ài)的距離》。

2014年，參加浙江衛(wèi)視戶(hù)外競(jìng)技真人秀《奔跑吧兄弟》的錄制 ；同年，主演古裝宮廷劇《武媚娘傳奇》 。

2015年，主演的抗戰(zhàn)劇《秀才遇到兵》。

2016年，獲得“第18屆華鼎獎(jiǎng)”中國(guó)最佳電視劇男演員獎(jiǎng)、第23屆北京大學(xué)生電影節(jié)“最受大學(xué)生歡迎”的男演員 。

2017年，執(zhí)導(dǎo)并主演現(xiàn)代空戰(zhàn)題材電影《空天獵》。