2009年参演首部电视剧：改编自动画片的青春励志剧《加油网球王子》饰演左博；5月17日发行首张个人专辑《小先生》。2010年1月李易峰主演的电视剧《幸福一定强》播出，李易峰饰演陆森。10月29日发布EP《那首歌》。2011年2月《幸福一定强》续集《幸福最晴天》播出，李易峰饰演项允超一角，并凭借该剧获得2011年国剧盛典最佳新演员奖。10月由李易峰、林依晨、陈柏霖主演的中国台湾爱情电影《恋爱恐慌症》上映，李易峰饰演崔艾伦，这是其第一部电影。2012年1月份李易峰主演的“幸福三部曲”系列之《幸福三颗星》播出；4月份在家庭伦理剧《真爱谎言》中饰演姜希宇；5月份在古装悬疑电视剧《赏金猎人》中饰演男二号毓泰；8月在偶像剧《爱的蜜方》饰演陈立扬一角。
2013年10月份李易峰主演的电视剧《千金归来》播出，李易峰饰演男主角“初恋男神”林皓。并凭借该剧获得国剧盛典最佳演绎偶像奖、乐视盛典最受欢迎男演员奖。2014年7月2日仙侠魔幻剧《古剑奇谭》正式播出，李易峰在剧中饰演男主角百里屠苏，同时还演唱插曲《剑伤》、《剑心》。同年《小时代》电视剧版在网上热播、《欢天喜地俏冤家》上档央八；同年参与主演年代剧《活色生香》，担任男一号宁致远，并演唱片尾曲《心如玄铁》签约出演《盗墓笔记》中男主角吴邪。
《麻雀》是由金琛 、周远舟导演，海飞编剧，李易峰、周冬雨、张鲁一、张若昀、阚清子、尹正、李小冉[1] 联袂主演的谍战革命剧。该剧根据编剧海飞的原著小说改编而成，主要讲述了陈深潜伏在汪伪特工总部首领毕忠良身边，通过代号为“麻雀”委派的工作者秘密传递信息，成功“窃取”汪伪政府“归零”计划的故事。1940年3月，汪伪政府宣布成立。侵华日军在上海大肆搜捕抗日志士，汪伪组建由前国民党军官毕忠良（张鲁一饰）担任处长的“特别行动处”为虎作伥。一直潜伏在毕忠良身边，代号“麻雀”的中共党员陈深（李易峰饰），与组织暂时失去联系。置身虎视狼顾的险境中，陈深信仰坚定，冒死营救上线“宰相”及抗日志士。毕忠良老奸巨猾，虽与救命恩人陈深“情同兄弟”，却对其产生怀疑，设重重陷阱步步紧逼。“宰相”牺牲后，陈深终于找到新上线“医生”并受命拿到日军代号为“归零”的重要作战计划。陈深的昔日恋人徐碧城（周冬雨饰），与另一国军情报人员唐山海（张若昀饰）假扮夫妻潜伏进特别行动处。
