1、2001年，李光潔主演由張黎執導的近代劇《走向共和》，在劇中飾演清朝第11代皇帝愛新覺羅·載湉，這也是他的首部影視作品。2002年，他還出演瞭都市愛情劇《各就各位》。
2、2003年1月23日，與焦晃、左小青合作出演古裝劇《乾隆王朝》播出；同年，與邢佳棟合作出演的愛情劇《都市第五季》播出；此外，他還與王學圻、劉蓓等人合作主演瞭戰爭情感劇《軍人機密》，在劇中飾演性格內向又非常倔強的張根生（賀儀生）。
3、2004年，與段奕宏、湯唯等人合作主演現代劇《紅旗渠的兒女們》，在劇中飾演寧霄雅的同學肖風；同年，主演陳傢林執導的古裝劇《大清風雲》，劇中飾演性格張揚、任性沖動、跋扈的豫親王多鐸，這也是他首次出演反派人物；10月15日，李光潔與歸亞蕾、朱旭、斯琴高娃合作出演的抗爭劇《滄海百年》播出；12月，與段奕宏合作主演的劇情劇《記憶的證明》播出，他在劇中飾演勞工夏明遠。
4、2005年12月11日，主演的歷史懸疑諜戰劇《密令1949》開播，李光潔在劇中飾演機警、成熟的公安戰士焦志新。
5、2006年，在愛情戰爭劇《特殊使命》中飾演地下工作者鞏向光和鞏渭平；同年，與張鐵林合作主演古裝傳奇劇《北魏馮太後》，他在劇中飾演北魏文成帝拓跋浚。
6、2007年5月10日，主演的古裝劇《越王勾踐》播出，在劇中飾演敢於和勾踐據理力爭、也敢於挑戰勾踐的臣子范蠡；隨後，在都市懸疑劇《柳葉刀》中飾外科大夫李肖一。
7、2008年，主演抗戰劇《殺虎口》，在劇中飾演擁有浪漫主義情懷的革命戰士白朗；9月24日，與劉燁合作出演現代劇《我們生活的年代》，在劇中飾演衣食無憂、性格樂觀而開朗、重情重義的富少趙傢樂。
8、2009年4月14日，出演的神話劇《寶蓮燈前傳》在央視八套的首播；同年，與舒暢聯袂主演商戰劇《無量天》，在劇中飾演看花坪山中的孤兒，後被陸秀萍收養後成為陸遙的弟弟郭乘風；9月4日，在諜戰劇《諜影重重之上海》中飾演中共上海情報局人員向亦鵬；9月17日，與萬茜、姚安濂聯袂主演的抗日諜戰片《浴血記者》播出，在劇中飾演熱衷於報道真相，挖掘內幕，化筆為槍的上海有名娛樂記者冷言；10月30日，與郝蕾、高雲翔合作主演的都市情感劇《當愛已成往事》播出，在劇中飾演亦正亦邪的衛國。
9、2010年4月6日，主演的都市情感劇《尋人啟事》在沈陽電視臺影視頻道播出，他在劇中飾演外表強悍，卻內心敏感，特別重感情的草根青年高原；7月22日，與王珞丹合作主演勵志劇《杜拉拉升職記》播出，他在劇中飾演DB大客戶部銷售總監王偉；12月20日，與秦麗合作主演的年代情感劇《黃河古鎮》播出，在劇中飾演孟岸的父親孟祥河；同月27日，出演的年代情感劇《老馬傢的幸福往事》播出。
10、2011年與佟麗婭聯袂主演都市情感劇《我的經濟適用男》，李光潔在劇中飾演對愛執著的IT男陳啟中；此外，他還參演瞭抗戰劇《光榮使命》；同年，與謝霆鋒合作出演青春勵志劇《下一個奇跡》。
11、2012年3月12日，與王珞丹主演的愛情劇《山楂樹之戀》在江蘇衛視播出，同年，客串都市情感劇《北京青年》，飾演丁香念念不忘的前男友沈昌。2013年，李光潔與陳思成合作出演抗戰劇《戰神》。
12、2014年6月26日，與張歆藝聯手演繹根據網絡小說《第三種愛情》改編的都市純愛電視劇《絕愛》播出，在劇中飾演外表俊美、個性孤傲冷漠，內心脆弱，渾身散發著迷人氣質的癡情總裁林啟正；8月，主演都市情感劇《酷爸俏媽》，在劇中飾演事業有成的裝飾裝潢公司老板孫大雷；同年11月，與張檬、倪大紅等人合作主演都市情感劇《百煉成爹》；12月6日，出演的當代都市劇《團圓飯》播出，他在劇中飾演廢柴大哥宋一達。
13、2015年1月15日，與殷桃、吳秀波合作主演的民國劇《大道通天》播出，在劇中飾演忠義商人吳皖忠；5月，客串搜狐網絡劇《屌絲男士4》；同年8月，與朱丹、謝園合作主演情感劇《八九不離十》，在劇中飾演愛吹牛、好面子，在船廠工作的李善軍；11月，與張睿、倪大紅等人合作主演紅色剿匪劇《林海雪原》，在劇中飾演有著“特級偵查英雄”稱號，硬朗果敢，心思縝密的傳奇英雄楊子榮。
14、2016年，出演奇幻喜劇愛情片《二代妖精之今生有幸》，在片中飾演妖界重要人物雲中鶴。
15、2018年1月25日，與陳數、雷佳音等人合作主演的諜戰懸疑劇《和平飯店》在浙江衛視首播，在劇中飾演破案無數，手腕強硬，性情難測，亦正亦邪的鐵血警長竇仕驍；3月12日，主演的都市劇《夢想合夥人》播出，在劇中飾演魏文彬、賈磊的合夥人關曉春。
16、2019年7月16日，與劉昊然、宋祖兒等合作主演的古代傳奇劇《九州縹緲錄》播出，在劇中飾演東陸一代名將息衍；9月9日，與費啟鳴、孫千合作主演的青春校園情感劇《我在未來等你》播出，在劇中飾演對人生不滿的大學老師郝回歸；9月23日，主演的年代劇《激情的歲月》在中央電視臺綜合頻道首播，他在劇中飾演科研工作者王懷民。
