Lee iniziò la sua carriera all'età di nove anni come attore bambino, prendendo parte a numerose produzioni televisive su larga scala come Dae-wang Sejong (2008), Seondeok yeo-wang (2009) e Dor-a-on Iljimae (2009)[2][3]. Cominciò a essere più conosciuto grazie al ruolo interpretato nel 2010 in Gongbu-ui sin, adattamento coreano del manga giapponese Dragon Zakura[4][5].
Nel 2011, lui e il cantante k-popYoon Doo-joon iniziarono a presentare il programma televisivo Music on Top per il canale via cavo jTBC[6]. Lee interpretò anche il protagonista maschile nel video musicale del brano "You & I", tratto dall'album Last Fantasy della cantante IU[7], mentre continuò a recitare nel serial storico Gyebaek, nel thriller Jeokdo-ui namja[8][9], e fece un'apparizione speciale nel serial medico Brain[10].
Nel 2015, prese parte al thriller navale Yeonpyeonghaejeon, basato sulla seconda battaglia di Yeonpyeong[18], che divenne la pellicola più vista dell'anno in Corea del Sud[19]. L'anno seguente interpretò il protagonista del serial Murim hakgyo, e a gennaio 2017 ottenne il ruolo principale in Geunyeoneun geojinmar-eul neomu saranghae, adattamento del manga Kanojo wa uso o aishisugiteru[20].
Cinema
Baribari jjang (바리바리 짱?), regia di Nam Gi-nam (2005)
Holiday (홀리데이?, Hollide-iLR), regia di Yang Yoon-ho (2006)
(EN) Park Hyun-min, Elizabeth Eun, IU-Lee Hyun Woo's Hugging Scene Cut From MV, in enewsWorld, 1º dicembre 2011. URL consultato il 16 novembre 2012 (archiviato dall'url originale il 29 gennaio 2013).
(EN) Sunwoo Carla, Heartthrobs jazz up North Korean spy story, in Korea JoongAng Daily, 6 maggio 2013. URL consultato il 2 giugno 2013 (archiviato dall'url originale il 10 maggio 2013).