2008年，李佳航加盟《金甲战士》剧组，在剧中饰演“少中天”，这是 其担任男一号的首部影视作品。

2009年，主演话剧《鹿鼎记》饰演“康熙”。同年，客串电视剧《爱情公寓第一季》，2011年，表现出色的李佳航在《爱情公寓第二季》中成为主演， 饰演幽默诙谐的平民律师“张伟”，因为一瓶“益达口香糖”被取外号为“张益达”，又因在剧中有吃小龙虾过敏的桥段，被网友昵称“小龙虾”。

2010年主演话剧《被结婚时代》饰演男一号“郑晨光”，话剧《被结婚时代》获得当年上海小剧场话剧票房冠军。同年，李佳航毕业于上海戏剧学院。”

2011年，主演《新还珠格格》，因在剧中饰演正气浩然的御前侍卫“福尔康”而给观众留下了深刻的印象。

2012年9月，主演电视剧《我家有喜》饰演男一号“林英雄”，11月， 主演电视剧《艾米加油》饰演男一号“张和平”，成功塑造两个不同的高富帅好男人形象，赢得观众喜爱。11月，拍摄《爱情公寓第四季》。该剧于2014年1月登陆四大卫视播出，李佳航因“张伟”这个角色的塑造获得观众好评。

2013年1月初，友情出演《少年神探狄仁杰》饰演大唐公子褚尚元。该剧已在各地面台播出，并于2015年7月30日登陆央视八套黄金档。4月，拍摄电影《我为相亲狂》饰演既睿智又捣蛋的男主角“赵帅”，该片于2013年11月1日小光棍节档全国公映。8月14日，网络短剧《腾空的日子》在上海开机，李佳航继《爱情公寓》之后，再度与汪远、韦正合作，饰演艺考生“蒋百川”，该剧再现了青葱校园的同窗情谊，温情而又搞笑，2014年5月在腾讯视频独家播出，备受好评。10月，李佳航友情客串网络轻喜剧《快乐ELIFE》饰演何炅的表弟“郑一地”。

2013年4月底，拍摄由导演刘家成执导，赵琪编剧的青春励志军旅大 戏《天生要完美》（又名：《心战101》），担纲主演蔡米一角。该剧讲述了以李佳航饰演的“蔡米”为代表的一批90后大学生走向军营，磨练成长的故事，于2015年1月11日登陆央视八套黄金档播出8月，拍摄由李歆小说改编，林心如制作兼主演的电视剧《秀丽江山之长歌行》，饰演男二号，东汉开国名将，别号大树将军的阳夏侯“冯异”。

2014年1月17日，登台上海艺海剧院主演话剧《给未知恋人的爱情短信》，这是一部改编自蔡康永同名作品并由其担任艺术顾问的舞台剧，李佳航饰演为爱迷茫的男孩“小晃”。1月22日，拍摄由张巍编剧，于正制作的古装剧《班淑传奇》，饰演男二号“邓骘”。4月29日，拍摄都市励志剧《青春正能量之我是女神》（又名《奋囧》），饰演男一号“骆晓春”，该剧围绕以报考公务员为人生理想的女主角和不想成为家族企业继承人，只想成为厨师的高富帅男主角之间的故事而展开，于2015年1月10日登陆安徽卫视、河北卫视黄金档播出。11月，拍摄时尚都市家庭大剧 《熊爸熊孩子》，饰演不着调摄影艺术家尤用，被李金铭饰演的银子倒追。

2015年，拍摄电影《杜拉拉追婚记》饰演阿乐。6月，拍摄由华策集团旗下克顿传媒辛迪加影视，索尼影视联合出品的青春偶像喜剧《新婚公寓》，饰演男一号谢晓骏，携手女友李晟演绎初入围城小夫妻生活当中的平淡与繁华、冲突与考验。《新婚公寓》不仅请到《泰囧》编剧束焕亲自操刀，更有美剧《老友记》导演Steve全程参与保驾护航。9月，拍摄由辛迪加影视出品的古装探案喜剧《医馆笑传2》，饰演男一号朱一品。

2016年3月，主演的青春谍战悬疑剧《尖锋之烈焰青春》杀青。随后励志情感剧《生于70年代》开机。

2016年6月，主演都市行业剧《外科风云》在剧中扮演开朗有趣的急诊科医生陈绍聪，于2017年4月登陆北京卫视、浙江卫视。

2016年9月，主演首部聚焦当代互联网创业者奋斗经历的励志大剧《合伙人》开机，李佳航在剧中饰演王子。

2017年，主演由李晨执导的中国首部现代空战电影《空天猎》，该片将在9月30日上映，由李晨、范冰冰、王千源、李佳航、李晨浩、郭洺宇、叶浏主演，吴秀波特别出演，王学圻友情出演。

2018年1月，由正午阳光影业、中国人民解放军八一电影制片厂联合出品的当代军旅生活剧《尉官正年轻》开机拍摄，李佳航在剧中饰演许兵的丈夫徐晓斌。8月10日，主演的爱情喜剧电影《爱情公寓》全国公映。

2019年5月，开拍《爱情公寓5》8月，与李小璐主演的都市情感悬疑大剧《读心》 首播。