李东霖出生于北京市丰台区，他高中就读于北京市第十八中学。之后，他考入北京电影学院表演系，与栾评、董璇、关悦等人是同班同学；在校期间，李东霖不仅多次参加学校组织的文艺汇演，还出演了多部话剧作品。
演艺经历2004年，出演滕文骥执导的年代情感剧《*色浪漫》，在剧中饰演有情有义的李奎勇，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈。
2006年，出演桑华执导的剧情电影《看着我的眼睛》，在片中饰演男主角卫东。
2009年，参加北京电视台春节联欢晚会，并表演了小品《常回家看看》；同年，出演郑爽、张翰、俞灏明主演的青春励志偶像剧《一起来看流星雨》，在剧中饰演女主角楚雨荨的舅舅柴雪村，从而被观众所认识。
2010年，与马伊�P、涂松岩、张小磊合作主演家庭伦理剧《双城生活》，在剧中饰演成熟稳重且为人仗义的马翔；同年，出演唐嫣、张檬、戚薇主演的都市情感剧《夏家三千金》，在剧中饰演夏友善的亲生父亲于成威，与戚薇饰演一对父女。
2011年，出演李云亮执导的年代情感剧《母亲，母亲》，在剧中饰演男主角侯志宏的大儿子侯云朗，与胡亚捷饰演一对父子；同年，与张博、关悦、张勋杰合作主演都市励志情感剧《�迦说男腋Ｉ�活》，在剧中饰演韩莉的前夫方鸿；随后，与王志飞、刘威葳、姜武合作主演年代商战剧《向东是大海》，在剧中饰演董芝恒的跟班李二。
2012年，与郑嘉颖、徐熙颜、刘向京合作主演民国情感剧《万水千山风雨情》，在剧中饰演正义秉然、亦正亦邪的马帮帮主朱云；同年，与海陆、高梓淇、万茜合作主演家庭伦理剧《我家有喜》，在剧中饰演本性善良淳朴、谈吐风趣幽默的厨师孔四海；同年9月，参加安徽卫视“献礼大剧盛典”，并现场演唱歌曲《知心爱人》。
2013年1月24日，出席“旅游大奖颁奖典礼”，并担任颁奖嘉宾；同年6月，受邀参加CCTV-1综艺节目《谢天谢地你来了》的录制；之后，与秦岚、刘冠翔，赵熠洋合作主演年代传奇剧《填四川》，在剧中饰演女主角宁徙的丈夫常维翰，与秦岚饰演一对夫妻；同年，出演黄曼、靳东、陈昭荣主演的近代传奇剧《妇道》（原名《铁娘子》），在剧中饰演董家的车夫郑昆木；随后，出演安建执导的年代剧《大河儿女》。
2014年，与黄海波、张静初合作主演都市情感剧《一场奋不顾身的爱情》，在剧中饰演会理财且很有女人缘的钱有用；同年，与黄曼、斯琴高娃、王骏毅合作主演《二婶》，在剧中饰演忠厚老实的男主角熊有年，与黄曼饰演一对夫妻。
2015年，出演汪锡宏执导的谍战剧《过界》，在剧中饰演身为**潜伏特工的男主角侯天亮，从而获得更多关注。
2016年，与富大龙、黄曼合作主演抗战剧《骡子和金子》，在剧中饰演邱排长。
主要作品 参演舞台剧2015年3月23日，李东霖与牛奶咖啡组合一同出席在北京举行的“爱在北京·1018绿色生活月”环保活动，不仅现场分享了其生活中的环保细节，还向民众发出了绿色生活的倡议。
人物评价李东霖勇于挑战各类角色，无论是什么样的角色他都能抓住人物的精髓，并演绎得深入人心（新浪评）。
李东霖具有磁性嘹亮的嗓音，他在安徽卫视“献礼大剧盛典”中，让观众看到了他私下活泼幽默的一面。李东霖在拍摄一组时尚**时，褪去了**作品中给人的�潘坑∠螅�化身成为都市型男，显得成熟睿智而又硬朗帅气（网易评）。
李东霖不仅演技精湛，而且表演也很到位。李东霖在参加《谢天谢地你来了》节目录制时，凭借机智的表现、灵活的应对，在没有任何台本、不清楚会发生什么的情况下，将即兴表演的故事演绎得富有层次感；与此同时，他也展现出了幽默本色，使得故事更为生动有趣，给观众留下了深刻的印象（腾讯评）。