2003年,推出首张个人音乐EP《TheSingle》,从而正式出道；同年,出演了青春剧《当四叶草碰上剑尖时》,并凭借该剧获得无线最佳潜质新人奖；12月19日,获得第26届香港十大中文金曲颁奖典礼最有前途新人奖铜奖。2004年1月10日,获得TVB十大劲歌金曲奖2003年度最受欢迎新人奖铜奖；同年,与马德钟,宣萱合作主演TVB时装剧《一屋两家三姓人》,在剧中饰演品学兼优的方颖仁。2005年,与Twins,Boy'z,吴浩康,梁洛施,郑希怡推出贺年专辑《八星报喜贺贺喜》；同年,与蒋雅文组成情侣组合“Don&Mandy”；同年,随Don&Mandy推出组合首张音乐专辑《双对论》,收录了包括《伤对论》,《我蠢我认》等在内的7首歌曲。李日朗2006年,随Don&Mandy推出组合第2张音乐专辑《RainyLover》,收录了包括《雨中的恋人们》,《有天屋村落雪》等在内的10首歌曲,其中《粉饰太平》为李日朗的独唱歌曲；同年,与林文龙,郭可盈,黎诺懿合作主演清末民初剧《十兄弟》,在剧中饰演全身皮肤如同橡皮一样且能灵活伸缩拉长的奀皮四；12月,随Don&Mandy推出组合第3张音乐专辑《WinterLover》,收录了包括《萨拉热窝的罗密欧与茱丽叶》,《爱的故事上集》等在内的7首翻唱歌曲；12月26日,随Don&Mandy获得香港新城劲爆颁奖典礼新城劲爆组合奖。2007年,与徐天佑,张致恒,麦子豪,傅颖合作主演青春校园恐怖电影《校墓处》,在片中饰演李国忠,并献出其银幕初吻；11月,推出首张个人音乐专辑《李威乐》,收录了包括《透明人》,《苦恋》,《日光》等在内的10首歌曲；12月26日,与蒋雅文合唱的歌曲《风头火势》获得新城劲爆颁奖礼新城劲爆合唱歌曲奖,新城劲爆歌曲奖。2008年,凭借电影《性工作者十日谈》入围第8届华语电影传媒大奖最佳新演员奖。2009年,李日朗离开英皇唱片,只身前往北京发展演艺事业；同年,与闫妮,立威廉合作主演都市爱情励志剧《张小五的春天》,在剧中饰演温雅彬的表弟大卫,他则凭借该剧获得中国电视剧互联网盛典最佳男主角奖；而在“北漂”了十个月后,李日朗则逐渐打开局面,获得了不少演出机会。2010年,出演尤小刚执导的古装悬疑刑侦剧《大唐女巡按》,在剧中饰演韩升的弟子韩石,这是他首次饰演反派角色；6月,推出首张个人普通话EP《给：爱我的》,收录了包括《俩》,《谁》,《悟》等在内的5首歌曲；同年,参加江苏卫视选秀娱乐节目《名师高徒》踢馆赛。2011年,出演刘崇峰执导的古装武侠剧《江南传奇十五贯》,在剧中饰演江南大侠黄蜜蜂。2012年,与马天宇,邓家佳,蒋冰合作主演青春励志剧《浪漫满厨》,在剧中饰演汤东同父异母的弟弟李薏仁。2013年,出演石井辉仪执导的3D恐怖电影《怨灵人偶3D》,在片中饰演高一峰的朋友钱进。2015年1月,李日朗在中国内地沉淀了几年后,选择回到中国香港发展,并推出了首张个人翻唱专辑《FlyMeToTheEarth》,收录了包括《傻女》,《城里的月光》,《是不是这样的夜晚你才会这样的想起我》等在内的9首歌曲；3月,推出第2张个人音乐EP《化身孤岛的鲸》。2017年,与林盛斌合作主演喜剧电影《江湖三傻》,在片中饰演集容貌与才华于一身的张国荣；11月25日,其自编自导自演的电影《铁壁岚之拳》在佛山正式开机,他在片中饰演身为习武者的男主角壁。2018年,自编自导自演爱情喜剧电影《特区》,他则凭借该片获得第2届中韩国际电影节最佳新人导演奖。2022年,参演电视剧《轻·功》。2023年4月10日,参演的时装律政剧《法言人》在香港翡翠台播出；7月3日,参演的TVB奇幻剧《灵戏逼人》播出。9月11日,参演的中医题材剧《你好,我的大夫》在香港翡翠台播出。
2008年,李日朗得知汶川地震的消息后,带着仅有的2万元身家加入救灾行列,而这一做就是10个月。