2001年，李准基通过拍摄杂志封面照出道。
2005年，主演韩国古装电影《王的男人》，在片中饰演孔吉一角，该电影最终票房达到1230万观影人次，李准基也凭借该电影获得百想艺术大赏新人男演员奖等海内外电影节十多个奖项；同年，在SBS水木爱情喜剧《我的女孩》中饰演了徐正雨一角。
2007年，主演MBC水木谍战剧《狼与狗的时间》，饰演国情局要员李秀贤。
2008年，凭借其主演的SBS水木侠盗剧《一枝梅》获封SBS演技大奖视帝。
2012年，李准基结束两年兵役，主演MBC水木魔幻剧《阿娘使道传》，并凭该剧获得了第8届首尔国际电视节韩流电视剧最佳男演员奖。
2013年，主演MBC水木悬疑爱情剧《Two Weeks》，并凭该剧获得第二届大田电视剧节最佳男演员大奖。
2014年6月，主演 KBS水木特别企划剧《朝鲜神枪手》，并凭该剧获得男子优秀演技奖；12月，接拍首部中国电影《谎言西西里》。
2015年，李准基出演MBC吸血鬼题材电视剧《夜行书生》；同年，参演好莱坞电影《生化危机：终章》。
2016年8月，主演SBS穿越剧《步步惊心：丽》，饰演四王子王昭。
2017年1月7日，因《步步惊心：丽》将在台湾上映，李准基赶往台湾参加电视台主办的宣传活动，并获得2016KKTV年度风云人物奖。