Далее Ли Чон Сок поступил в университет Конкук, учась на курсе искусств, специализируясь на профессиональных кинофильмах, он принял участие в прослушивание на телеканале SBS, в то время он учился в средней школе, и был принят. Долгое время проходил обучение в актёрской школе и в итоге начал свою актёрскую карьеру в 2010 году. Он официально дебютировал в сериале "
Очаровательный прокурор". В этом же году в дораме "
Таинственный сад" сыграл второстепенную роль молодого талантливого композитора, с которым пытается начать сотрудничество популярный певец Оска (его роль исполнил актёр
Юн Сан Хён). Ли Чон Сок привлёк внимание зрителей своей очаровательной внешностью, а также актёрскими способностями.
Далее Ли Чон Сок сыграл роль пилота в ещё одном фильме "
Возвращение на Базу". Это ремейк оригинального корейского фильма "
Красный шарф" 1964 года выпуска о временах Корейской войны.
2012 год стал годом прорыва для Ли Чон Сока. Он исполнил главную роль в дораме "
Школа 2013" и получил за эту роль две награды, как "лучший актёр". После фильма"
Школа 2013" снялся в дораме "
Я слышу твой голос" вместе с актрисой
Ли Бо Ён, где исплнил роль парня по имени Пак Су Ха, интеллигентного молодого человека, который обладает необычной способностью - он умеет читать мысли. На данный момент это одна из самых известных работ Ли Чон Сока. Он получил несколько наград за лучшую мужскую роль, а также награду "Лучшая сериальная пара" вместе с
Ли Бо Ён.
В этом же году он снялся в фильме "
Не дыша" вместе с
Со Ин Гуком и
Юри из группы
SNSD. Он сыграл амбициозного парня, молодого пловца с большим потенциалом, который всегда и во всём стремится быть первым.
В 2013 году Ли Чон Сок занял пятое место по результатам опроса "Самые популярные актёры Южной Кореи 2013 года". Он был признан одним из самых востребованных молодых корейских актёров. С ноября 2013 года Ли Чон Сок использует свой голос, чтобы помочь слепым, выпуская аудио-книги. В этом же году он стал лицом корпорации "Save The Children Korea", которая выпускает специальные шляпы для детей из Африки и Азии, чтобы они не страдали от гипотермии.
В 2014 году Ли Чон Сок снялся в фильме "
Бурлящая молодость" с актрисой
Пак Бо Ён. Действие фильма происходит в сельскохозяйственном городке в Чхунхоне в 1980 году, и фокусируется на жизни нескольких старшеклассников. Это второй фильм Чон Сока, где он сыграл главную роль.
В том же, 2014 году, сыграл главную роль в дораме "
Доктор-чужестранец". Он играет парня по имени Пак Хун, интеллектуального врача, который приехал из Северной Кореи, и из-за этого все вокруг его избегали. В Китае эта дорама была продана за 80 000 долларов за эпизод, кроме того, в Интернете на сайтах Youku и Tudou дорама получила 380 миллионов просмотров. На момент окончания дорамы она получила около 600 миллионов просмотров, этот проект даже превзошёл дораму "
Я слышу твой голос". Ли Чон Сок получил колоссальную популярность в Китае, он был включён в список "Фантастической четвёрки Халлю", в которую также входят такие корейские актёры, как
Ким Су Хён,
Ли Мин Хо и
Ким У Бин.
Так же в 2014 году вышла дорама "
Пиноккио" с актрисой
Пак Шин Хе, где Ли Чон Сок сыграл роль репортера Чхве Даль По.
Через год после выхода дорамы "
W: Меж двух миров" его пригласили сняться в сериале "
Пока ты спишь", где он сыграл главную роль прокурора Чон Дже Чана вместе с
Пэ Сюзи, которая сыграла роль репортера Нам Хон Джу, девушки, которая видит вещие сны. В том же 2017 году он сыграл свою первую роль злодея в фильме "
V.I.P".
Перед уходом в армию Ли Чон Сок подал в отставку с должности исполнительного директора агентства A-MAN, и эту должность занял его младший брат Ли Чон Хёк.