2009年10月，作为贝斯手加入CNBLUE，赴日本以独立乐队的形式开始音乐活动。

2010年1月14日，CNBLUE发行首张韩语迷你专辑《Bluetory》，当日在首尔三成洞举行出道Showcase活动，次日亮相KBS音乐节目《音乐银行》，正式在韩国出道。5月19日，CNBLUE发行第二张韩语迷你专辑《Bluelove》。7月至10月，多次出演韩国综艺节目《Starking》。9月18日，担任综艺节目《我们结婚了》第二季“中秋恐怖特辑”特别主持人。

2011年3月，CNBLUE发行首张韩语正规专辑《First Step》。3月28日，在首尔时装周中作为模特参加韩国设计师宋智吴（SONGZIO）时装秀的走秀活动。4月，参演女子组合4minute的歌曲《Heart To Heart》的MV。

2012年3月26日，CNBLUE发行第三张韩语迷你专辑《EAR FUN》。7月，客串出演KBS家庭剧《顺藤而上的你》第42集。9月，李正信参演韩国KBS周末剧《我的女儿素英》，在剧中饰演姜盛才一角 。

2013年1月，CNBLUE发行第四张韩语迷你专辑《Re:blue》，专辑曲目全部由乐队成员亲自创作。7月，参演KBS历史剧《刀与花》，饰演时雨一角 。

2014年2月，CNBLUE发行第五张韩语迷你专辑《Can't Stop》。6月，CNBLUE全体受邀出演中国湖南卫视脱口秀节目《天天向上》，首登中国大陆综艺。7月，李正信参演韩国SBS月火剧《诱惑》，在剧中饰演罗弘奎一角。10月4日， CNBLUE受 邀参加第17届仁川亚运会闭幕式的演出。10月17日，再次作为模特参加首尔时装周中韩国设计师宋智吴（SONGZIO）时装秀的走秀活动。

2015年2月，李正信出演韩国JTBC电视台综艺节目《我去上学啦》。同时2月出演KBS两集特别电视剧《谢谢，儿子》，饰演主角张时宇  ，并为该剧演唱插曲。3月起，与Key（SHINee）搭档成为Mnet电视台音乐节目《M! Countdown》的固定主持人。4月，固定出演SBS综艺节目《中韩时尚王》。同时4月，客串出演SBS电视剧《看见味道的少女》第6集。

2017年，出演SBS电视剧《我的野蛮女友》，饰演姜俊英。

2018年1月，主演韩国月火剧《操心》。