2001年，李准基通过拍摄杂志封面照出道。 2003年9月15日，客串出演MBC《nonstop4》，饰演张根硕的学长。2004年1月4日，客串出演电视剧《星的声音》，饰演灿奎； 9月10日，出演电影《维纳斯旅馆》； 11月7日，主演KBS独幕剧《我该怎么办》，饰演胜浩； 12月3日，与金敏贞、尹启相合作主演电影《芭蕾舞学院》，在片中饰演张东完。 2005年12月14日，与李多海、李栋旭合作主演SBS水木剧《我的女孩》，饰演一个游戏人间的花花公子徐正雨，该剧位列同时段收视率排行榜冠军； 29日，与甘宇成合作主演电影《王的男人》，李准基在片中饰演孔吉，并开始走红，该片韩国观影人次达到1230万2831人，成为韩国影史票房第一位，刷新了韩国电影新的记录。 2006年3月23日，李准基作为韩国电影人的代表，参加时任韩国总统卢武铉的《与国民的网络对话》节目，与卢武铉见面并讨论关于电影界配额制度的问题； 4月14日，李准基凭借《王的男人》孔吉一角在第42届百想艺术大赏里获得了新人男演员奖与Instyle最佳服装男艺人奖； 同年，在第27届青龙电影节、第10届上海国际电影节获得人气奖 ，第27届HIFF夏威夷国际电影节斩获新星奖，又在第43届韩国电影大钟奖上获得了新人男演员奖、国内人气奖、海外人气奖三项大奖； 5月12日，在首尔学生体育馆举行《epeisodos1》演唱会； 29日，客串出演SBS电视剧《101次求婚》； 6月12日，发行首张个人专辑《My Jun My Style》； 8月3日，与李文植主演喜剧电影《飞吧，爸爸》，饰演会功夫的高中生胜锡。 2007年5月12日，主演日韩合拍电影《初雪之恋》，李准基在片中饰演男主角金珉； 7月18日，与郑京浩、南相美合作主演MBC水木剧《狗与狼的时间》，饰演男主角国情局要员李秀贤； 同年，李准基凭《狗与狼的时间》李秀贤一角获MBC演技大赏的优秀男演员奖、第3届首尔国际电视节最佳人气男演员奖； 25日，主演电影《华丽的休假》，在片中饰演品学兼优的高中生姜振宇； 10月6日，签约香港英皇娱乐集团有限公司。 2008年5月21日，与韩孝周、朴施厚联合主演SBS水木剧《一枝梅》，李准基在剧中饰演盗侠一枝梅，该剧成为SBS电视台当年收视第一的迷你剧集，大结局收视率高达31.4%； 同年，李准基凭《一枝梅》获得2008年SBS演技大赏最优秀男演员奖、最佳人气、十大明星三项大奖。 2009年4月13日，李准基发行第二张个人专辑《J Style》，该专辑收录8首歌曲，融合了天使与魔鬼两种概念； 18日，在首尔举办《epeisodos 2》演唱会，展开了亚洲巡回演唱会的序幕； 11月18日，主演MBC水木剧《Hero》，在剧中饰演记者陈道赫。 2010年2月20日，签约娱乐公司JG COMPANY INC； 6月17日，以文艺兵身份参加国防电视台KFN《美好的文化》宁越篇的录制，担任特邀主持； 18日，参加国军电台在首尔中区首尔广场举办的《梦想演唱会》。 2011年5月，李准基参与录制韩语教材《你好，韩国语》在中国出版发行； 6月7日，发行写真集《0'boy》。2012年2月16日，李准基结束两年兵役，与IMX娱乐公司签订所属协议； 3月16日，在日本发行单曲《Deucer》，获得Oricon Daily单曲榜第一名的成绩； 4月25日，发行第三张个人专辑《称赞我》，该专辑共收录8首歌曲； 28日，在上海举行粉丝见面会； 8月15日，与申敏儿、延宇振共同主演MBC电视剧《阿娘使道传》，饰演男主角金银悟； 同年，凭该剧获得第8届首尔国际电视节(SDA)韩流电视剧最佳男演员； 12月31日，参加东方卫视跨年演唱会，演唱中文版《Together》和《Born Again》。 2013年1月29日，发行专辑《CBC》； 8月7日，与金素妍合作主演MBC水木剧《Two Weeks》，在剧中饰演张泰山一角，首次挑战父亲形象； 同年，凭《Two Weeks》获得“2013 APAN STAR AWARDS”大田戏剧节最佳男演员大奖； 2014年3月2日，与IMX合约到期，与经纪公司Namoo Actors签约； 6月25日，主演KBS电视剧《朝鲜神枪手》，饰演朝鲜第一剑客之子朴允江，该剧在水木剧收视大战中夺下同期收视率首位； 12月10日，发行迷你专辑《My Dear》； 12月31日，出席KBS演技大赏，凭借《朝鲜神枪手》获得中篇电视剧部门男子优秀演技奖，并和南相美获得最佳情侣奖； 同日，参加湖南卫视跨年晚会。 2015年7月8日，主演MBC水木剧《夜行书生》，饰演具有感官美的书生金成烈； 10月，与米·拉乔沃维奇前往南非合作拍摄电影《生化危机：终章》。 2016年，主演电视剧《步步惊心：丽》，饰演四王子王昭，日后的高丽第四代国王光宗，该剧翻拍自中国电视剧《步步惊心》； 8月9日，与周冬雨合作主演电影《谎言西西里》，在片中饰演至死不渝守护心爱女人的朴俊浩，是一个极其纯真的纯爱角色。