二零零六年，李章宇通过参与爱情题材电视剧《90天，相爱的时间》的拍摄，正式开启了他的演艺生涯。到了二零零九年，他出演了MBC电视台制作的轻喜剧《泰熙慧乔智贤》，在剧中他与诺珉宇、金贤宇一同扮演了怀揣音乐梦想的歌手志愿生角色；正是由于这次合作，三人在戏外结下了深厚友谊，并顺势组成了名为“24/7”的临时组合，还共同发行了音乐专辑《那家伙的女子》；然而，在该专辑进行打榜宣传后不久，随着核心制作人的离去，这个组合也悄然解散，未能持续活动下去；同年十月，李章宇又参演了由KBS电视台制作的周末家庭长剧《可疑的三兄弟》，进一步积累了表演经验。二零一零年，他与池昌旭、吴智恩、陶志媛等演员合作，共同主演了KBS电视剧《笑吧，东海》，在剧中他成功塑造了自信且幽默的Camellia饭店副总管金道镇一角。二零一一年，李章宇与金敏瑞搭档，共同主演了电视剧《人间赌场》；同年三月，他加入了综艺节目《我们结婚了》第三季的演出，并与女艺人咸慇晶组成假想夫妇，获得了观众的关注；到了十月，他主演了KBS电视剧《荣光的在仁》，饰演一位在事业成就和家族背景方面都极为出众的棒球选手徐仁宇。二零一二年一月，李章宇凭借其在电视剧《笑吧，东海》以及《荣光的在仁》中的出色演绎，荣获了二零一一年KBS演技大奖的新人演技奖；同年六月，他与金宣雅联袂主演的MBC水木剧《I do I do》在韩国播出，剧中他饰演了以高中毕业生身份成功进入大型企业工作的青年朴泰刚；十一月，他主演了由MBC电视台出品的日日剧《吴子龙走吧》，扮演充满干劲的二女婿吴子龙；十二月，他又凭借在《I do I do》以及《吴子龙走吧》中的精彩表现，获得了二零一二年MBC演技大赏的最佳男新人奖。二零一三年十一月，李章宇与张根硕、韩彩英等演员合作，共同主演了KBS水木剧《漂亮男人》，在剧中他饰演了富有同情心、不受职位束缚的MG网站销售代理崔俊河。二零一八年九月十五日，他参演的电视剧《我唯一的拥护者》正式播出，他在剧中饰演了角色王大陆。二零一九年八月，李章宇主演了MBN频道的水木剧《优雅的家》。直至二零二三年二月十五日，由他主演的爱情剧《神圣的偶像》播出，继续着他在演艺道路上的活跃表现。
2023年6月25日，据多家韩国媒体报道，演员李章宇被确认正在与同为演艺界人士的女演员赵惠元交往，这一消息随后得到了双方所属经纪公司的正式承认，他们公开表示两人确实已发展为恋人关系，并希望外界能给予温暖的祝福。同年12月，李章宇在一次公开节目录制中被现场嘉宾问及个人婚姻计划时，他面带笑容地回应道：“估计会在明年结婚，”从而亲自向公众宣布了即将与女友赵惠媛步入婚姻殿堂的喜讯。2025年6月21日，进一步的消息传来，李章宇和赵惠元已最终确定婚礼安排，他们计划在首尔市内的一处特定场所举行一场非公开的婚礼仪式，只邀请家人与亲密好友参加，共同见证这一重要时刻。
李章宇通过在热门综艺节目《我们结婚了》中投入而充满活力的表现，逐渐赢得了不少观众的关注与喜爱。随后，他借助参与《我们结婚了》的演出机会，不仅显著提升了个人知名度，更获得了一个让广大观众进一步深入了解其才华与个性的重要平台。作为一名演员，李章宇的演技常常带给人们意料之外的惊喜，他尤其擅长运用细腻的眼神来传递角色复杂的内心活动，并且总能精准地把握剧中人物情感的起伏与变化。在作品《荣光的在仁》里，李章宇所饰演的徐仁宇在与出身贫寒的荣光一系列交锋中逐渐走向成熟与独立，却在情感层面失去了重要的伴侣，此时的徐仁宇内心笼罩着一层淡淡的失落与惆怅，李章宇深刻理解了人物此刻的心理状态，将那种隐忍而深刻的内伤情绪演绎得十分到位且动人。此外，在电视剧《I do I do》中，李章宇因生动刻画了热血青年朴泰江直率又充满抱负的独特形象，从而收获了来自许多观众的认可与喜爱。