2016年9月,参演的网络剧《亲爱的阿基米德》开机,在剧中饰演大学生齐墨,这也是其首部作品
2017年3月,出演校园青春电视剧《最亲爱的你》,在剧中饰演用情专一、默默守护的暖男厨师姜恒;12月,与王楚然搭档主演的网络电影《将军在上之时空恋人》上映,在片中饰演转世到现代、稳重成熟的警员叶昭。
2018年7月,参演由沈文帅执导,陈子由、郑合惠子、杨业明、孙嘉璐等主演的清新暖萌爱情题材电视剧《出线了,初恋》,在剧中饰演性格单纯耿直的华明轩,该剧于2019年4月30日在芒果TV播出。
2019年,因出演真人互动影像剧《隐形守护者》中男主肖途一角而受到关注,作为民国时期的一名爱国学生,他因街头抗议被捕入狱,而后被地下党组织吸收打入敌人内部,成为一名“潜伏者”;同年4月,新剧《你是我的命中注定》于上海开机,在剧中饰演狄伦。
从《隐形守护者》中坚韧果敢的潜伏者肖途,再到《出线了,初恋》中耿直的“足球小子”华明轩,不同角色间的转换,让大家看到了李九霖的可塑性和无限的可能性。(北青网评)
对于演员的选择,《隐形守护者》总制片Demi则表示没有那么多的条条框框,更多看重的是感觉,这种判断既会基于原作中的人物形象,比如男主角肖途,由于肖途“上一秒是汉奸嘴脸,下一秒又是正面人物”的人设曾一度找不到合适的人选,而在看到李九霖的第一眼,就认定了是“肖途”本途了。(福布斯中国评)