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）