李光复13岁走进北京人民艺术剧院，在话剧舞台上摸爬滚打了40个春秋。他至今记得，曾为一个小配角的两句台词，被焦菊隐导演一次次叫停，由此体会到“龙套”的份量；为了演好《茶馆》中的老茶客，于是之老师让他到公园去和老人们聊天，夏淳导演为他修改3000字的人物分析。

2004年1月，参演黄磊执导，黄磊、马伊琍、范冰冰主演的民国感情剧《天一生水》，饰演老革命家范棱；3月，主演了由北京人民艺术剧院经典话剧《天下第一楼》改编的同名电视剧，饰演堂头常贵；随后，在王思懿、陆诗雨等主演的古装电视剧《巾帼英雄穆桂英》饰演北宋政治家寇準。

2005年，参演李骏执导，辛柏青、吴越主演的电视剧《中国式结婚》，饰演丁医泉。

2007年，与王学兵、孙宁共同主演家庭伦理剧《忘不了》，饰演老爷子。

2008年，参演刘佩琦、徐僧、王新等主演，陈国星执导的抗战题材电视剧《狼烟北平》，饰演大兵黄。

2009年2月，参演刘江执导，海清、黄海波领衔主演的都市情感剧《媳妇的美好时代》，饰演毛豆豆的爸爸，由此开始被媒体称为“国民父亲”、“温情老爸”；10月，加盟了由金超群主演的古装探案剧《新包青天之七侠五义》的拍摄；随后，在吴樾主演的反特谍战剧《雾都猎狐》中诠释了第一反派钱孝义。

2010年6月，加盟姚芊羽、赵毅领衔主演的怀旧家庭婚恋题材剧《吃亏是福》，饰演泰斗级理髮师蔡师傅；8月，在杨烁、张佳宁、张铎主演的现实主义题材的电视剧《蚁族的奋斗》中饰演虎沂东；同月，加盟了以济南军区英雄连的侦察兵为创作背景的当代军旅题材剧《无名高地》的拍摄，饰演徐大海；9月，携手张国强、李野萍加盟家庭伦理季播剧《王海涛今年四十一》的拍摄，饰演马大爷；10月，在贾一平、陶泽如主演的抗战题材剧《川军团血战到底》中饰演方掌柜；随后，在董勇、唐一菲主演的红色剧《夺粮剿匪记》中饰演特务头目“老山参”。

2011年3月，拍摄了张汉杰执导，贾乃亮、刘莉莉主演的家庭伦理剧《家产》，饰演大姐夫霍建东；99月，加盟了刘家成执导，贾乃亮、白百何主演的解读80后爱情婚姻现状的都市情感剧《离婚前规则》，饰演公交司机张向东；10月，拍摄蒋家骏执导，佟丽娅、李光洁主演的都市爱情轻喜剧《我的经济适用男》，出演女主角的父亲何志国。

2012年2月，与高露、李光洁共同主演现代情感剧《找北》，饰演高露的父亲；3月，携手杜淳、马伊琍共同主演了家庭情感剧《青春期撞上更年期2》的拍摄，操心老爸邓龙；6月，出演蔡岳勛执导，黄渤、赵又廷、杨颖主演的动作电影《痞子英雄之全面开战》，饰演颇具喜感的工程师何颖全；同月，主演李威执导的都市情感剧《独生子》，饰演的退休技工李立群；随后，拍摄李木戈执导的情感励志剧《别逼我结婚》，饰演何学之。

2013年3月，在北京人民艺术剧院首都剧场出演人艺经典话剧《茶馆》，饰演了老北京变色龙“方六”一角；同月，参与了新派乐活有氧轻喜剧《福山恋》的拍摄；6月，参与了陈浩民、林子聪主演的《新济公活佛》系列古装神话偶像剧的拍摄，饰演自私、奸吝、非常爱钱的林员外；7月，与何冰、韩童生共同主演徐昂执导的电影《十二公民》，饰演6号陪审员，该片获得第九届罗马国际电影节最高奖项“马可·奥雷利奥”奖、第22届北京大学生电影节评审会大奖、第18届上海国际电影节最佳影片等奖项；8月，与边潇潇、朱亚文、倪大红共同主演，刘家成执导的京味儿大戏《正阳门下》，饰演收藏家破烂候一角；10月，与曹炳琨、高露、朱宏嘉共同主演了李依璠执导，以“南宁兵变”为历史背景改编的《兵变1929》，饰演治家从严的“狼爸”覃长智；同月，在北京人民艺术剧院首都剧场出演话剧《小井胡同》，饰演石增福；12月，参与尹涛执导，佟大为、王丽坤主演的都市情感话题剧《想明白了再结婚》，饰演满世仁。

2014年4月，加盟都市情感励志轻喜剧《熟男养成记》的拍摄，剧中饰演屌丝父亲的费明理；8月，主演的文献传记历史剧《历史转折中的邓小平》央视首播，剧中饰演前国家领导人胡耀邦，该剧在安徽卫视“2014年国剧盛典”获得十佳电视剧称号、第17届华鼎奖被评为全国观众最喜爱的电视剧作品、第11届中国金鹰电视艺术节获得优秀电视剧奖；同年，出演电视剧《参工传奇》，在剧中饰演饰演经营人参生意的商业大亨刘仁义。12月，随着范冰冰领衔主演历史古装剧《武媚娘传奇》的播出，剧中饰演古代第一谏臣魏徵的李光复，被剧迷们称为“魏萌萌”。同月，参演刘家成执导，何冰、郝蕾主演的电视剧《傻柱》，饰演三大爷。

2015年3月，参与拍摄李晨、陈赫、田雷、张歆艺等领衔主演的都市情感剧《三个奶爸》，饰演陶父，10月该剧登入浙江卫视、深圳卫视黄金档首播。5月，参演沙溢领衔主演的近代传奇励志剧《东方球王》，饰演球王的父亲李翰哲。

2016年2月，参演李路执导的当代检察题材反腐大剧《人民的名义》，饰演郑西坡。3月，友情客串出演的民国戏《传奇大掌柜》在央视八套黄金档播出，饰演疯御厨康远桥。10月，主演邓健文执导的公安题材电影《古寨警情》。

2017年3月，拍摄了中国首部深度聚焦现代都市青年男女在婚恋中面临婚前恐惧、婚前焦虑等现实问题的《找好男人嫁了吧》，演绎了退休园艺师倪向东。同月，凭藉广告影片《老张的团圆年》中老张一角，获得中国广告影片金狮奖最佳男主角奖。

李光复饰演的对家庭极富责任感的何学之，被网友评价为“萤屏诚信帝”（搜狐网评）。他塑造的都是平凡小人物，但个个都是有血有肉、性格鲜明耐人寻味的经典（新浪网评）。李光复把一个小人物演绎的活灵活现（搜狐网评）。