A nivel internacional, fue conocido sobre todo por formar parte del elenco de la película Parásitos (2019).

[15]​ El 13 de enero de 2024 un grupo de actores y trabajadores del mundo del espectáculo, entre los cuales se encontraba el director Bong Joon-ho, reclamó que se abriera una investigación sobre el modo en que se condujeron las investigaciones y se reflejó el caso en los medios de información, pues muy probablemente la presión y humillación a que fue sometido Lee (que no había sido ni imputado ni arrestado, sino solo investigado) pudieron contribuir a su suicidio.

[17]​ Con su personaje de un brillante, pero rudo chef en Pasta exitosamente sacudió su imagen suave en la televisión, convirtiéndolo en un rentable protagonista romántico.

[18]​[19]​[20]​[21]​ En Petty Romance se reunió con su coestrella en My Sweet Seoul, Choi Kang-hee, seguida por la comedia de acción Officer of the Year (también conocida como Arrest King).

En 2012, protagonizó dos bien recibidas películas, el thriller de misterio Helpless[27]​ y la comedia romántica All About My Wife.

[28]​[29]​ Reuniéndose con el director de Pasta Kwon Seok-jang, interpretó a un doctor en Golden Time.

También continuó colaborando con Hong Sang-soo en las películas Night and Day (2008), Oki's Movie (2010), y Nobody's Daughter Haewon (2013).