Khi Lee Je-hoon nhận ra mình muốn theo nghiệp diễn xuất, anh đã từ bỏ ngành Công nghệ sinh học tại Đại học Korea để học tại Đại học Nghệ thuật Quốc gia Seoul.[1] Từ năm 2006 đến năm 2010, Lee Je-hoon đóng hơn 18 vai học sinh trong các phim ngắn và phim indie, đáng chú ý là Just Friends? - một bộ phim đề tài đồng tính của đạo diễn Kim Jo Gwang-soo[2] và các vai phụ trong các phim điện ảnh như: The Servant, Finding Mr. Destiny[3].
Năm 2011 được xem là một năm đột phá của Lee Je-hoon, diễn xuất của anh được đánh giá cao trong Bleak Night với những chuyển biến tâm lý phức tạp của một nam sinh trung học[4][5][6]. Bên cạnh đó, anh trở thành đại úy Shin sống bằng morphine sau sang chấn tâm lý của chiến tranh trong The Front Line.[7][8][9]
Năm 2012, Lee Je-hoon được biết đến rộng rãi qua vai diễn sinh viên nhút nhát với tình đầu của mình trong Architecture 101 - một bộ phim điện ảnh vô cùng thành công về doanh thu.[3][10] Anh cũng rất thành công ở mảng phim truyền hình khi trong vai chaebol nỗ lực vực dậy nền công nghiệp thời trang của Hàn Quốc trong Fashion King.[11]
Năm 2013, phim điện ảnh My Paparotti ra mắt là sự hợp tác của Lee Je-hoon với diễn viên kì cựu Han Suk-kyu, anh trong vai một học sinh cấp 3 làm việc cho băng đảng xã hội đen có niềm đam mê Opera với ước mơ sẽ trở thành nghệ sĩ hát Opera như Luciano Pavarotti.[12]
Lee Je-hoon bắt đầu trở lại sau 2 năm bằng phim truyền hình Secret Door - bộ phim tái diễn lịch sử chính trị gây ra nhiều tranh cãi về cái chết của Thái tử SaDo, đây là lần hợp tác thứ hai của anh với diễn viên Han Suk-kyu.[20]
Sau phim truyền hình Signal gây sốt tại Hàn Quốc đầu năm 2016, Lee Je-hoon cũng sẽ tái xuất màn ảnh rộng qua Phantom Dectective với vai thám tử Hong Gil-dong.[21]
Năm 2017, Lee Je-hoon đóng vai chính trong bộ phim truyền hình lãng mạn Tomorrow With You cùng với Shin Min-ah, trong vai CEO của một công ty bất động sản có khả năng du hành qua thời gian. Sau đó, anh đóng vai chính trong bộ phim điện ảnh Anarchist from Colony do Lee Joon-ik làm đạo diễn, trong vai Park Yeol - một nhà yêu nước sống dưới thời khi Hàn Quốc còn là thuộc địa của Nhật Bản. Cùng năm đó, anh hợp tác cùng diễn viên kì cựu Na Moon-he trong bộ phim điện ảnh I Can Speak, anh trong vai một công chức kiêm người dạy tiếng anh.
Năm 2020, Lee Je-hoon tham gia bộ phim điện ảnh Time to hunt của đạo diễn Yoon Sung-hyun, cùng với Choi Woo-sik, Park Hae-soo và Park Jung-min, kể về một phi vụ cướp tiền và những màn rượt đuổi gay cấn. Cùng năm, anh tham gia Collectors, với vai diễn là một gã chuyên lừa đảo và trộm mộ lấy cắp cổ vật, giờ dấn thân vào một phi vụ mới.
Năm 2021 đánh dấu bước tiến triển đáng ghi nhận ở mảng truyền hình khi Lee Je-hoon tham gia 2 bộ phim Taxi Driver và Move to Heaven gây được nhiều sự chú ý và đánh giá cao từ khán giả. Trong đó, ở Taxi Driver, nhân vật Kim Do-gi - Lee Je-hoon vào vai một tài xế taxi cao cấp thuộc công ty Taxi Cầu Vồng. Hãng taxi đặc biệt này chuyên đảm nhận việc trả thù hộ những người yếu thế bất hạnh trong xã hội với niềm tin công lý tự tay mình thực hiện. Đồng hành cùng Kim Do-gi là các đồng đội tại Taxi Cầy Vồng trên hành trình đòi lại trả thù, đòi lại công lý cho những người kẻ tàn ác từng hãm hại họ.
Ngược lại, Cho Sang-gu trong Move to Heaven là một người chú vừa ra tù và buộc trở thành người giám hộ cho cháu trai mình theo di nguyện của người anh đã mất. Việc trở thành người giám hộ bất đắc dĩ với người cháu sau nhiều năm thất lạc đã tạo nên nhiều tình huống dở khóc dở cười giữa họ. Nhân vật Cho Sang-gu đã có sự phát triển nhân vật mạnh mẽ qua từng tập phim và được người xem đặc biệt yêu thích.
^‘친구사이?’ 김조광수 감독&서지후&이제훈, "밝은 퀴어 영화를 기대해 달라" [Kim Jo Gwang-soo’s second queer film Friends]. Movieweek (bằng tiếng Triều Tiên). ngày 8 tháng 6 năm 2009. Bản gốc lưu trữ ngày 12 tháng 8 năm 2014. Truy cập ngày 23 tháng 11 năm 2012.Quản lý CS1: ngôn ngữ không rõ (liên kết)
^Beck, Una (ngày 3 tháng 3 năm 2011). “PREVIEW: Film Bleak Night”. 10Asia. Bản gốc lưu trữ ngày 7 tháng 6 năm 2014. Truy cập ngày 18 tháng 11 năm 2012.
