2007年，出演个人首部电视剧《大秦直道》，从而正式进入演艺圈。

2008年，出演古装传奇剧《少年杨家将》。

2009年，出演电影《大内密探灵灵狗》。

2011年，李东学因出演古装清宫剧《甄嬛传》而崭露头角，并凭借该剧获得2012年度国剧盛典最佳新人男演员奖。

2012年，出演励志片《许海峰的枪》，并凭借该片获得第14届中国电影表演艺术学会奖新人奖。

2014年，主演的都市情感剧《假如幸福来临》上星播出 ；

同年，凭借励志片《许海峰的枪》获得英国雅典娜艺术奖最佳男主角。

2015年，主演的年代爱情剧《抓住彩虹的男人》上星播出。

2016年，参演战争动作片《钢刀》 。

2018年，参演古装武侠剧《倚天屠龙记》。

2019年，主演的商战动作片《中国推销员》上映 。

2020年参演电影《浴血无名川》。