Lee werd al op jonge leeftijd gezien als een zeer talentvolle shorttracker. Van 2003 tot en met 2005 won hij drie opeenvolgende wereldtitels bij de junioren.
Tijdens de Olympische Winterspelen van Turijn won hij twee zilveren medailles op de 1000 en de 1500 meter, achter zijn landgenoot Ahn Hyun-soo, en een gouden medaille met zijn Zuid-Koreaanse teamgenoten Seo Ho-jin, Ahn Hyun-soo en Song Suk-woo op de 5000m relay. Lee is, zoals vele Koreaanse shorttrackers, bekend om zijn goede inhaalacties buitenom, vaak in de laatste rondes van een wedstrijd. Tijdens de Winterspelen van 2006 liet hij dit nog eens zien op de 1000 meter door Apolo Anton Ohno in de laatste ronde in te halen en zo de 1-2 voor Korea veilig te stellen.