2003年,在呂小品執導的情景喜劇《好市多多》中飾王綠根。
2005年,主演莊宇新執導的國產傷痛愛情題材電影《愛情的牙齒》,飾魏迎秋;12月,李乃文參演了楊小雄執導的情愛倫理劇《女人的選擇》,飾陳東東。
2006年,主演首部奧運題材的電視劇《我的2008》;10月,主演戰爭賀歲電影《集結號》,飾九連爆破手呂寬溝;11月,主演都市勵志數字電影《圍剿》,憑借二喜一角入圍百合獎最佳男演員。
2007年,李乃文主演刑偵題材電視劇《本色》,飾刑警蘇巖。
2008年,在毛衛寧執導的諜戰劇《身份的證明》中李乃文飾向德福。
2009年,領銜主演勵志情感劇《城·事》,飾演善良小職員毛劍;7月,拍攝都市勵志數字電影《道路》,飾邱晨;8月,出演法制類電視節目《案件聚焦》的特別版《十四樓》,飾新聞工作者姜言;同年,搭檔李幼斌,主演反映兩代三線建設者生活的歷史戲《愛在蒼茫大地》,飾膏藥;隨后,參與高峰執導的獻禮片《大河》,并在第13屆中國電影華表獎獲得優秀故事片獎;然后,與劉樺、楊若兮、張少華合演喜劇電影《欠我十萬零五千》,飾二旺。
2010年,李乃文與尚雯婕、李晨共同主演中國第一部動物親善題材青春喜劇電影《熊出沒注意》,飾白板;15日,憑借批判現實主義影片《我是植物人》中劉聰這一角色獲得百合獎優秀男演員;7月,聯合劉威葳、田雨、張歆藝主演另類諜戰劇《風聲傳奇》,塑造了反派有殺人機器之稱的“石原”;9月,主演戰爭題材電視劇《奪寶》,飾八路軍戰士武僧趙和尚。
2011年,主演草根諜戰劇《借槍》,李乃文飾演銀行經理“楊小菊”;4月,加盟王麗坤主演的現代家庭倫理劇《婚巢》,飾于致遠;8月,李乃文參演周小兵執導的年代愛情劇《遙遠的幸?!?,飾武越;10月,參與張猛執導的文藝懷舊電視劇《鋼的琴》,飾陳桂林;同年,搭檔顏丙燕主演中年家庭婚姻問題的都市倫理片《重來》。
2012年,搭檔左小青、張彤,主演李木戈執導的都市情感喜劇《玫瑰炒肉絲》,飾二手富二代李強;5月,主演年代情感戲《浦江危情》,飾謝勇。
2013年,李乃文與沙溢、馬蘇搭檔出演都市輕喜劇《結婚前規則》,塑造了摳門較真的小男人周凡;8月,與佟麗婭共同主演都市婚戀愛情輕喜劇《80婚約》,李乃文飾新好男人張赫名。
2014年,李乃文與宋丹丹、朱媛媛、領銜主演都市愛情勵志劇《幸福請你等等我》開播,劇中飾宋丹丹的弟弟王朝暉;9月23日,李乃文搭檔張嘉譯、左小青、朱銳主演的跨年代情感劇《爺們兒》開播,劇中飾演小心眼卻心地善良的劉全有一角;12月,李乃文主演的冷幽默諜戰大劇《虎口拔牙》在浙江衛視播出。
2016年,李乃文主演的懸疑網劇《示鈴錄》在搜狐視頻平臺上線播出。同年7月,主演的民國懸疑劇《老九門》在東方衛視周播劇場播出。
2017年,參演諜戰劇《天衣無縫》,在劇中飾演江紹成。2018年1月12日,李乃文搭檔靳東、江疏影、辛芷蕾主演的都市戀愛劇《戀愛先生》在東方衛視、江蘇衛視播出,該劇取得了很好的收視率。2月28日,李乃文搭檔張嘉譯、李小冉、宋丹丹主演的家庭都市劇《美好生活》在東方衛視、北京衛視播出。
2018年,與靳東、李宗翰二度合作電視劇《如果歲月可回頭》,在劇中飾演藍天愚;5月8日,主演的年代情感劇《愛情的邊疆》播出,劇中飾演宋紹山;7月,參演電影《我不是藥神》上映。
2019年,參演的電視劇《逆流而上的你》上映。12月,出演電視劇《走起!我的天才街坊》;12月20日,出演的都市律政劇《精英律師》在東方衛視、北京衛視首播,并在愛奇藝、騰訊視頻同步播出。
2020年,與雷佳音、張國立、于和偉、周冬雨主演了張藝謀執導的電影《堅如磐石》;7月20日,與俞飛鴻、姜武合作電視劇《愛之初》開播,在劇中飾演了蕭雨山;8月,參演當代都市劇《落花時節》;8月9日,參演主旋律電視劇《中國制造》;12月1日,與張魯一、段奕宏合作主演的古裝歷史劇《大秦賦》播出,在劇中飾演李斯;12月16日,與歐豪、劉曉潔、徐洪浩合作主演的當代涉案劇《黑白禁區》播出,在劇中飾演陸明松。
堅如磐石2020 飾演未知 導演張藝謀 主演雷佳音、張國立、于和偉、周冬雨
我不是藥神2018-7-8 飾演瑞士醫藥代表 導演文牧野 主演徐崢、周一圍、王傳君、譚卓
完美有多美2017-2-17 飾演毛驢 導演梁棟 主演姜武、蔣勤勤、朱旭、傅穎
盛先生的花兒2016-11-4 飾演何順 導演朱員成 主演顏丙燕、王德順、艾麗婭、王晴
我是植物人2010-10-15 飾演劉聰 導演王競 主演馮波、張麗、常曉陽、劉巖
熊出沒注意2010-10-1 飾演白板 導演程檣 主演李晨、尚雯婕、薩日娜、王雙寶
重來2009-7-13 飾演李詢 導演王超 主演顏丙燕、王佳寧、焦剛、王娟
欠我十萬零五千2009-6-13 飾演二旺 導演姬雨 主演李夢男、劉樺、楊若兮、高軍
大河2009-5-5 飾演陳大河 導演高峰 主演伊斯拉木江·瓦里斯、趙毅、奧麗婭、山鷹
道路2009 飾演邱晨 導演潘鏡丞
鐵膽雄心2008 飾演邱晨 導演潘境丞
圍剿2008 飾演二喜 導演潘境丞 主演三浦研一、張永健、侯劍、厚帝
集結號2007-12-20 飾演呂寬溝 導演馮小剛 主演張涵予、鄧超、袁文康、湯嬿
愛情的牙齒2007-8-24 飾演魏迎秋 導演莊宇新 主演顏丙燕、李洪濤、遲佳、吳澆澆
快樂俏天使2006-8-31 飾演古德芒 導演何文涼 主演塔娜花日、陸詩雨、任媛媛、臧金生
新春快樂2006 飾演何文涼 導演古德忙
接力追兇2005 飾演劉雄 導演孔笙 主演丁霄漢、唐旭、萬麗偉、王文杰
永久鳳凰2004 飾演大勝 導演潘峰 主演楊婷、翟小興、徐秀林
誰的誰心疼2004 飾演抗北 導演孫皓 主演瞿穎、邵峰、李敏、方超
像雞毛一樣飛2002-8-6 飾演友情出演 導演孟京輝 主演陳建斌、秦海璐、廖凡、陳明昊
中國制造2021 飾演未知 導演李云亮 主演張博、黃曼
落花時節2021 飾演友情出演 導演簡川訸 主演雷佳音、袁泉、張藝興、賈乃亮
黑白禁區2020-12-16 飾演陸明松 導演趙浚凱 主演歐豪、劉曉潔、徐洪浩、傅程鵬
大秦賦2020-12-1 飾演李斯 導演延藝、顧其銘、強龍、劉永濤 主演張魯一、段奕宏、朱珠、辛柏青
愛之初2020-7-20 飾演蕭雨山 導演趙晨陽 主演俞飛鴻、姜武、顏丙燕、王一楠
如果歲月可回頭2020-3-20 飾演藍天愚 導演張建棟 主演靳東、蔣欣、李宗翰、趙子琪
精英律師2019-12-20 飾演王櫟 導演劉進 主演靳東、藍盈瑩、孫淳、田雨
黃金瞳2019-2-26 飾演眼科醫生 導演林楠 主演張藝興、王紫璇、李立群、王櫟鑫
逆流而上的你2019-2-12 飾演王大全 導演潘越、楊棟 主演馬麗、潘粵明、孫堅、黃夢瑩
無名衛士2019-1-20 飾演楊誠 導演武洪武 主演張晞臨、葉靜、胡丹丹、鄭曉寧
天衣無縫2019-1-10 飾演江紹成 導演李路 主演秦俊杰、徐璐、胡海鋒、陸毅
音樂會2018-12-3 飾演樸哲雄 導演李印 主演張正陽、文淇、邵桐、劉叢丹
奪金戰2018-10-9 飾演未知 導演武洪武 主演唐曾、端木崇慧、任東霖、劉小小
愛情的邊疆2018-5-8 飾演宋紹山 導演毛衛寧 主演殷桃、王雷、徐嘉雯、丁嘉麗
美好生活2018-2-28 飾演黃浩達 導演劉進 主演張嘉譯、李小冉、宋丹丹、姜妍
戀愛先生2018-1-12 飾演張銘陽 導演姚曉峰 主演靳東、江疏影、辛芷蕾、倪大紅
獵場2017-11-6 飾演陳香 導演姜偉、付瑋 主演胡歌、菅韌姿、陳龍、萬茜
特勤精英2017-10-16 飾演鄭志勇 導演徐宗政 主演張丹峰、蘇青、包文婧、徐閣
謎砂2017-7-31 飾演柯世蘭 導演林楠 主演李宗翰、趙子琪、葉璇、張磊
老九門2016-7-4 飾演半截李 導演梁勝權、何澍培、黃俊文 主演陳偉霆、張藝興、趙麗穎、胡耘豪
金水橋邊2016-3-28 飾演孫光大 導演劉飚 主演黃志忠、柯藍、梁冠華、王偉
示鈴錄2016-2-25 飾演神棍 導演林楠 主演許景媛、孟阿賽、李宗翰、王美人
玫瑰炒肉絲2015-6-1 飾演李強 導演李木戈 主演左小青、劉孜、張彤、趙陽
鐵甲艦上的男人們2015-4-21 飾演李文章 導演齊星 主演徐佳、趙春羊、張定涵、施京明
虎口拔牙2014-12-6 飾演王天橋 導演潘軍 主演姜武、吳越、柯藍、錢波
爺們兒2014-9-23 飾演劉全有 導演劉惠寧 主演張嘉譯、宋佳、左小青、朱銳
大都市小愛情2014-9-19 飾演張赫名 導演武洪武 主演佟麗婭、王姬、王剛、路晨
幸福請你等等我2014-8-21 飾演王朝暉 導演余淳 主演宋丹丹、朱媛媛、朱泳騰、郭達
結婚前規則2014-7-11 飾演周凡 導演楊影 主演馬蘇、沙溢、林家川、劉羽琦
裸婚之后2014-5-7 飾演池翔哥哥 導演程檣 主演張佳寧、王一楠、王陽、萬思維
鋼的琴2014-2-19 飾演陳桂林 導演張惠中、張猛 主演汪洋、原雨、田雨、關小平
浦江危情2013-4-8 飾演謝勇 導演董志強 主演胡海鋒、車曉、劉威葳、宗平
六塊六毛六那點事2012-5-27 飾演武越 導演周小兵 主演黃曼、房子斌、張少華、杜志國
婚巢2012-2-2 飾演于致遠 導演林黎勝 主演王麗坤、黃明、鄭天瑋、王檸
星際精靈藍多多2011-6-27 飾演長高后的小豆 導演趙牛、高亞麟 主演黃譽博、鄭偉、香奈兒、嘟嘟
借槍2011-3-3 飾演楊小菊 導演姜偉 主演張嘉譯、羅海瓊、顏丙燕、張子健
奪寶2011 飾演趙和尚 導演劉慶梅 主演于洋、呂夏、張永健、牛軍
風聲傳奇2010-12-18 飾演石原 導演董志強 主演廖凡、劉威葳、張歆藝、胡可
愛在蒼茫大地2010-9-25 飾演袁慶 導演齊星 主演李幼斌、史蘭芽、曹曦文、朱亞文
城事2010 飾演毛劍 導演丁小雄 主演徐露、韓雯雯、王陽、徐敏
2012年 《理查三世》
2003年 《故事新編》
2002年 《他沒有兩個老婆》
2012年 《丑兒的春夏秋冬》
2004年 《生活秀》
2009年 《思凡》
2018 ? ?第24屆華鼎獎中國百強電視劇最佳男配角 ? ? 戀愛先生 ? ?(獲獎)
2011 ? ?第18屆北京大學生電影節最佳電視劇電影男演員獎 ? ?我是植物人 ? ?(獲獎)
2011 ? ?第11屆中國電視電影百合獎優秀男演員獎 ? ?我是植物人 ? ?(獲獎)
2009 ? ?首屆天津籍賞最受關注獎 ? ?(獲獎)
2019 ? ?第25屆上海電視節-白玉蘭獎最佳男配角獎? ? 愛情的邊疆 ? ?(提名)
李乃文本身也是位現代新好男人他愛家、愛生活、孝順,向往平淡不折騰的婚姻生活。即使處在夾縫中也要有追求幸福的力量,在生活中李乃文也是充滿幽默感的人,他精彩的表演也給這部戲帶來了更多的喜劇效果。(網易娛樂評)