2002年，李光潔和段奕宏合作出演了電視劇《記憶的證明》，在劇中他們扮演了勞動者夏明遠。同年，他在愛情故事片《各就各位》中飾演鐘靈。
2003年，李光潔和邢家棟在現代愛情喜劇《城市第五季》中飾演奧克。同年，他與歸亞蕾、朱旭和斯琴高娃合作，在古裝電視劇《百年滄海》中飾演恭親王壹心。同年參與了愛情戰爭電視劇《軍事秘密》的拍攝，飾演性格內向，非常固執的張根生(何以升飾)。
2004年，與陳思成、、、王合作電視劇《紅旗渠的孩子》(馮曉飾演)。同年，張豐毅、許晴、孫淳合作古裝電視劇《青風雲》(多多)。
2005年參與大型歷史劇《越王勾踐》的拍攝，在劇中飾演範蠡。同年參與電視劇《密令1949》的拍攝，在劇中飾演機敏成熟的公安戰士焦誌新。
2006年在愛情戰爭電視劇《特殊使命》中飾演壹名地下工作者龔祥光(龔衛平飾)。同年與張鐵林合作，在大型歷史劇《北魏馮太後》中飾演北魏文成帝拓跋軍。
2007年，他在都市懸疑劇《柳葉刀》中扮演外科醫生李筱懿。同年，他在焦恩俊的話劇《蓮花燈前傳》中飾演楊天佑。同年，他與劉燁在現實主義戲劇《我們生活的時代》中合作，扮演天真勇敢的趙佳樂。同年，參演《立春》的拍攝，在劇中飾演黃。
2008年參與拍攝純愛劇《當愛已成往事》，在正邪兩部中飾演保家衛國的角色。同年主演都市生活劇《尋妳》，飾演草根青年高原。同年，他與萬茜、姚安濂合作主演了抗日諜戰電影《熱血記者》，在該片中他飾演冷詞(周藝平)。同年，以抗戰為題材的電視劇《殺虎口》飾演了浪漫情懷的革命軍人白浪。同年在諜戰電視劇《諜影重重上海》中飾演上海情報局特工項，在諜戰電影《青黴素1944》中飾演慕容軒。
2009年，和王主演電視劇《杜拉拉升職記》，飾演新貴王微。同年與舒暢合演大型商戰劇《無限天空》(郭成峰飾)。
2010主演情感劇《老馬家的幸福往事》(劉坤飾)。同年，他與李芹主演了情感劇《傾城之緣》(飾演孟祥和)。
2011年3月，與殷桃、吳秀波聯袂主演民國劇《通天大道》，飾演男主角吳，壹位忠厚的商人。同年，他與佟麗婭合作主演了都市情感劇《我買得起的人》，李光潔在片中飾演執著於愛情的IT陳曼·鐘奇。同年，參與拍攝抗戰劇《光榮使命》，在劇中飾演蕭天宇。同年，他與聯袂主演電視劇《下壹個奇跡》，在其中飾演副總統潘。同年執導微電影《幸福快車》，獲得2011觸電大賽單元最佳劇情短片獎並獲得首屆Max未來影像季最佳微電影、最佳導演、最佳男演員提名。同年主演電影《十架戰機的進攻》，在劇中飾演雙虎。同年參與3D驚悚電影《捉妖記》的拍攝。同年4月，鄭秀文和古天樂主演了愛情電影《高空之戀2》。李光潔扮演的小田被鄭秀文迷住了，他們之間有著非凡的愛情。
2012年3月，、王主演的電視劇《山楂樹之戀》在江蘇衛視播出，憑借老三壹角獲得第二屆樂視影展“電視劇躍進演員”獎。同年，參與拍攝當代都市劇《尋北》，在劇中飾演關。同年，在電視劇《北京青年》中客串了丁香難忘的前男友沈暢。同年參與電視劇《團圓飯》的拍攝，在劇中飾演第壹英雄宋壹達。同年7月，與張欣怡聯手演出根據熱門網絡小說《愛情第三條路》改編的都市純愛電視劇《絕望的愛》，飾演癡情總裁林·。
2013，李光潔、陳思誠合作主演戰爭偶像劇《戰神》(張道平飾演)。同年參加網劇《美麗季》友情演出。同年執導微電影《和妳壹起飛》，兼任制片人和旁白。同年，他在電影《毒戰》中飾演廣東緝毒警察陳誌雄。
2014年，李光潔和殷桃主演了由田沁鑫執導的紀念莎翁誕辰450周年的戲劇《羅密歐與朱麗葉》，並在中國巡演了70多場。2014年8月，李光潔主演的都市情感劇《酷爸俏媽》由佟麗婭、朱莉、趙子琪領銜主演，孫雷達飾演老板。同年6月165438+10月，李光潔與檸檬、大紅倪合作主演都市情感劇《積少成多》。同年65438+2月，由李光潔、馬謖主演的電視劇《團圓飯》在東方、江蘇、天津衛視播出，李光潔飾演“廢柴大哥”宋壹達。2014參演陸川導演、改編自小說《鬼吹燈》的電影《九層妖塔》，飾演794導演陳九陽。
2065438+2005年5月，在搜狐網劇《屌絲男4》中客串。同年8月，他與達尼和謝園主演了情感劇《接近十歲》(由李善均飾演)。2015 11的搭檔雷和倪大紅出演電視劇《林元》，飾演傳奇英雄。
2016參演電影《鐵木真傳奇》。