Es hijo de Lee In-chul, quien murió en 1997 (mientras Byung-hun filmaba "The Harmonium in My Memory"), tiene una hermana menor Lee Eun-Hee, quien es ocho años menor que él y fue Miss Korea en 1997.Su popularidad se vio reforzada posteriormente con su participación protagonista en dramas coreanos como Iris y All In.Lee hizo su debut como actor en 1991, cuando protagonizó la serie de televisión Asphalt My Hometown.La película que le siguió, Joint Security Area, fue un éxito, superando el valor de taquilla fijado por Shirio.Después de su papel en Bungee Jumping of Their Own, su talento como actor fue reconocido ampliamente.Lee actuó también en la película Everybody Has Secrets con Choi Ji Woo, Chu Sang Mi y Kim Hyo Jin, una película sobre tres hermanas que se enamoran de Lee Soo-Hyon.En 2005, Lee publicó su autobiografía Limited, Brave and Human (Limitado, valiente y humano) durante su visita a Singapur, en una colección de tres DVD en los que habló sobre su vida y su carrera de actor.
Lee Byung-hun durante el Festival de Cine Internacional en Busan en octubre de 2016.