Lee Kwang-soo comenzó su carrera en el entretenimiento como modelo en el 2007. Debutó como actor en la comedia de situación del 2008 Here He Comes. Recibió más reconocimiento por sus papeles en el melodrama médico Está bien, eso es amor (2014), la película neo-noir Confession (2014), la película de comedia negra Collective Invention (2015), la comedia de situación The Sound of Your Heart (2016) y el drama Live. (2018) y la película de comedia humana Inseparable Bros (2019). Lee fue miembro habitual del elenco del programa de variedades de Corea del Sur Running Man desde junio de 2010 hasta mayo de 2021. Desde 2018, Lee es un miembro fijo del elenco del programa de variedades ¡Sorpresa! de Netflix. En el 2022 coprotagonizó Piratas: El último tesoro de la corona, secuela de la película del 2014 que sigue las aventuras de piratas que se reúnen en el mar y buscan los tesoros reales que han desaparecido sin dejar rastro.