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1996年，出演了首部电视剧《古城奇案》，在剧中饰演男二号，从而正式进入演艺圈。
1999年，出演了首部电影《蝴蝶的微笑》，在剧中饰演一名建筑师。
2000年，出演了现代喜剧《乡里乡亲住高楼》，在剧中饰演马大文。
2002年，出演了高希希执导的电视剧《花非花》，在剧中饰演张辉；同年，出演了肖锋执导的电影《情义两重天》。
2003年，出演了孙周、孙淳、高惠彬、王卫国主演的都市情感剧《智慧风暴》。
2004年，与李智强、高明、廖京生合作主演讲述法官陈麟基传奇一生的电影《生死界限》，在剧中饰演男一号陈麟基。
2006年，出演了高希路执导的爱情电影《蜻蜓》，在剧中饰演男二号霍杰，与池云飞有对手戏。
2007年，出演了改编自李碧华同名小说的电视剧《生死桥》，在剧中饰演一个一心想改良社会，性格激进，又缺乏冷静头脑的留洋归来的新派青年路新生。
2008年，与高虎合作主演改编自慕容雪村网络小说《成都，今夜请将我遗忘》的电视剧《都是爱情惹的祸》，在剧中与高虎饰演生死与共的好兄弟。
2009年，与海清、黄海波合作主演都市情感剧《媳妇的美好时代》，在剧中饰演孝顺儿子杨一凡；同年，出演了偶像励志剧《杜拉拉升职记》，在剧中饰演帅气的HR李文华。
2010年，在励志情感剧《满秋》中担纲男一号，在剧中饰演对满秋一往情深的马立本；同年，出演了央视家庭剧《幸福密码》，在剧中饰演西凤的哥哥西光，是个一度赔光家底的出轨坏男人。
2011年，出席第20届中国金鸡百花电影节并担任最佳导演奖颁奖嘉宾，为国际影展单元最佳导演颁奖；4月24日，李坤霖做客由春妮主持的BTV《你好先生》五一特别节目，与曹扬、肖剑、董路等5位男嘉宾共同PK争夺“魅力先生”的封号，最终获胜；11月15日，与陶泽如、阎青妤、周显欣签约北大星光。
2012年，出演了32集都市家庭轻喜剧《岳母的幸福生活》，在剧中饰演家境优渥的“钻石男”梁普；同年，出演了以模特行业为背景的时尚行业剧《华丽一族》，在剧中饰演传奇董事长李兆钦。
2013年，携手周显欣出席第三届北京国际电影节闭幕式；同年，出演了反穿越悬疑侦探神剧《新神探联盟》，在剧中饰演空降而来的市长常有亭。
2014年，与朱雨辰、郭京飞、齐溪合作主演都市情感剧《约会专家》，在剧中饰演脉络公司活动策划主管郝勇。
2015年，与程琤、杜宁林、杨阳合作主演乡村轻喜剧《小米的爱情》，在剧中饰演男主角姜涛；同年7月，凭借微电影《雾中风景》获得“北京微电影节”最佳男主角；同年12月，凭借电影《耳蜗》入围百合奖。
2017年，加盟由著名导演于漫洋担任导演，赵小赵担任编剧，李健、王子伊、周明汕、高斯、高亮、冯波、徐纯学、严昆、李帅等主演的大型抗战传奇剧《悬红》。
2019年，主演的缉毒案件刑侦电视剧《善始善终》在爱奇艺独播。
下柳林2018-11-03饰演佐藤导演于向远主演张子晨、刘馨圆、李万年
耳蜗2015-09-21饰演杨建国导演方军亮主演袁志博、戴新民、吴尚泽
蜻蜓2007-04-14饰演杰导演高希路主演刘笛、张陆
红旗飘飘2007饰演田雨导演张立宪主演雅琦、左金珠
生死界限2004饰演陈麟基导演杜云萍主演申志强、高明
都市情缘2003饰演江景天导演刘仪
永远的夏天2002饰演郝忻导演赵劲
蝴蝶的微笑2001-09-25饰演建筑师导演何建军主演葛优、孙淳
西行2000饰演未知导演高今主演戴江、安尼瓦尔
情义两重天2000饰演南方导演肖峰主演张静初
最初的相遇，最后的别离2020-11-19饰演冯卫星导演曹译文主演林更新、盖玥希
追梦2020-11饰演查贵祥导演余丁主演刘涛、王雷
激荡2019-09-22饰演刘毅导演余丁主演任重、李念、郭晓东、车晓、侯勇
善始善终2019-08-21饰演韩楚东导演宋凯主演秦俊杰、孙铱、薛皓文、尹子维
长安十二时辰2019-06-27饰演马大郎导演曹盾主演易烊千玺、雷佳音、韩童生、徐璐、周一围
幕后之王2019-01-05饰演邓霖导演李骏主演罗晋、周冬雨、张雨绮、陈数
田姐辣妹2017-04-24饰演罗东篱导演于漫洋主演蒋勤勤、王阳、郝泽嘉、崔波
小米的爱情2016-07-11饰演姜涛导演苑立孔主演程琤、杨凯涵、杜宁林、刘亭作
国家审计2014-10-04饰演刘圣元导演蒲剑、赵宁宇主演史兰芽、廖京生、何政军
约会专家2014-08-15饰演郝勇导演澄丰主演朱雨辰、郭京飞、齐溪、钱芳
新神探联盟2013-07-26饰演常有亭导演蓝海瀚、林合隆、胡储玺主演张铎、王凯、胡宇威、张俪、李欣汝
华丽一族2013-03-02饰演李兆钦导演曾丽珍、王丽文主演高以翔、李学庆、李欣汝、许绍雄
岳母的幸福生活2012-09-05饰演梁普导演王志军、金雷主演王丽云、李勤勤、柳岩、周显欣
别样幸福2012-03-20饰演张久祥导演萧峰主演方青卓、毕彦君、徐路、朱宏嘉
满秋2011-08-26饰演马立本导演黄力加主演颜丙燕、乔振宇、宋佳伦、宋春丽、牛莉
幸福密码2011-04-27饰演韩西光导演萧峰主演朱媛媛、辛柏青、陆玲、田重
生死桥2010-10-22饰演路新生导演田沁欣主演贾乃亮、王子文、孔琳、王泊文、万茜
我的美丽人生2010-08-14饰演倪钢导演汪俊主演黄海波、马苏、李明启、柏寒
杜拉拉升职记2010-04-19饰演李文华导演陈铭章主演王珞丹、李光洁、李彩桦、夏凡
媳妇的美好时代2009-11-26饰演杨一凡导演刘江主演海清、黄海波、柏寒、林申、岳跃
从“荧屏硬汉”到“国民女婿”的代表人物，再到“时尚帅叔”称号，对于不同角色不断的挑战，李坤霖都以形象完胜落下帷幕。无论是《媳妇的美好时代》中的海军杨一凡，《杜拉拉升职记》中的李文华，还是《华丽一族》中的李兆钦，李坤霖一直在引领着新好男人的典范方向（21CN娱乐评）。
