2011年,参加电视歌唱比赛节目出道,在经纪公司的鼓励下开始尝试词曲创作。2012年6月,参演由曾国城,叶民志主演的校园偶像剧《智胜鲜师》,饰演外号“王子”的问题学生柯翰杰,依仗着企业家父亲的势力在校带头作乱；并演唱了该剧的片头曲《恋爱考场》。10月,出演周传雄的MV《打扰爱情》男主角,与陈孝萱上演姐弟恋。海王子2013年,个人创作的第一首完整作品《收集勇气》参加汽车品牌主题曲徵件活动获得第一名。2014年6月,参演由瞿友宁执导,郑元畅,张钧甯主演的偶像剧《你照亮我星球》,饰演少年刘俊杰。8月,参演由李昂霖,林奕勋主演的科幻偶像剧《萌学园之复活之战》,饰演卧底暗黑族并成为暗黑将军的雷普。写真2015年3月,参演由窦智孔,黄佩嘉主演的爱情偶像剧《好想谈恋爱》,饰演造船公司富二代郑英谦,个性活泼但绯闻满天飞让家族十分头痛的人物。8月,首次担纲男一号,与曹曦月,万玮乔,邵雨薇合作主演网络剧《校花的贴身高手》,饰演全能担当,假屌丝真功夫的帅气高手林逸。10月,参演由邱泽,柯佳嬿主演的轻松喜剧《必娶女人》,饰演律师事务所助理,是个热血正义的年轻人,帮助撮合男女主角。2016年3月,出演青春校园偶像剧《十五年等待候鸟》,饰演温暖阳光的转学生丹尼尔。6月,主演惊悚悬疑剧《劣人传之诡计》,饰演微笑男孩庄炜翔。8月,主演网络剧《校花的贴身高手2》,饰演贴身保镖林逸。2017年5月主演网剧《异兽志》。2018年1月14日,参演的古装权谋剧《凤囚凰》在湖南卫视播出。2019年,参加爱奇艺青年励志综艺《青春有你》。2021年5月23日,以“青春召集人”参与录制的庆祝建党百年特别节目《28岁的你》播出。2021年1月18日,主演的古装言情剧《我就是这般女子》在腾讯视频播出。2023年2月28日,李宗霖的单曲《仅此而已》全网上线。8月30日,主演的电视剧《最灿烂的我们》播出。
宣传照2014年3月,李宗霖参与第五届手绘童心公益慈善义卖活动,用水彩笔和回纹针亲自设计制作主题为“快乐方程式”的包包,为公益贡献一份力量。