李雨轩出生于黑龙江省牡丹江市，他大学就读于解放军艺术学院，几年的学校生活让他收获了丰富的表演知识，也让他对表演产生了浓厚的兴趣；之后，李雨轩在因缘际会下进入演艺圈，并签约高希希工作室。
2004年，出演宁海强执导的家庭伦理剧《离婚再婚》，在剧中饰演严嵩，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈。2006年，出演王新军、殷桃、王超主演的战争剧《垂直打击》，在剧中饰演通信员；同年，出演黄晓明、孙俪主演的民国情感剧《新上海滩》，在剧中饰演胆小怕事却重情重义的常贵，从而被观众所认识[2]。2007年，出演邓超、孙俪、沙溢主演的年代情感剧《甜蜜蜜》，在剧中饰演单纯、懦弱且是非观念薄弱的黑皮。2008年，出演陈建斌、朱媛媛、黄海波主演的革命爱情剧《光荣岁月》，在剧中饰演警卫小何；同年，与潘虹、胡静、李勤勤合作主演年代励志剧《女人不悔》，在剧中饰演谢少亭和魏婉莹的同学徐海鹏。2009年，出演佟大为、刘孜、李依晓主演的革命战争剧《狙击手》，在剧中饰演思想简单且目的单纯的军人二勇；同年，出演陈建斌、陆毅、于和伟主演的古装剧《三国》，在剧中饰演曹操的儿子曹植，这是他的首部古装剧作品；之后，与刘威葳、傅晶、张铎合作主演都市情感剧《妈妈我爱你》，在剧中饰演敢爱敢恨的柯守亮。2010年，出演张多福执导的情感喜剧《新喜盈门》，在剧中饰演孝顺、老实的关三强；同年，与周一围、林心如、李依晓合作主演都市情感悬疑剧《独家披露》，在剧中饰演为了追求爱情而迷失自我的曹大伟。2011年，出演陈道明、何润东、秦岚主演的古装历史剧《楚汉传奇》，在剧中饰演秦三世子婴；同年，出演高希希执导的革命战争剧《血战长空》，在剧中饰演国民党空军战士柳鸣生；之后，出演高希希执导的家庭伦理剧《天下人家》，在剧中饰演性格叛逆的黑皮。2012年，与赵丽颖、陈晓、乔任梁合作主演古装励志剧《陆贞传奇》（原名《女相》），在剧中饰演沈嘉敏的哥哥沈嘉彦，与习雪饰演一对兄妹[7-8]；同年，出演高希希执导的古装历史剧《大宋传奇之赵匡胤》（原名《赵匡胤》），在剧中饰演文武双全的青年才俊韩。2014年，客串朱丹、何晟铭、孙坚主演的都市医疗悬疑剧《爱的妇产科》，在剧中饰演富二代李默；同年，出演高希希执导的爱情电影《露水红颜》，在片中饰演男主角徐承勋的好兄弟小丁。2015年，与张鲁一、何润东、叶璇合作主演抗战剧《马上天下》，在剧中饰演机智聪明的冯知良；同年，与贾乃亮、颖儿、杜淳合作主演都市情感励志剧《冰与火的青春》，在剧中饰演表面高冷孤傲但内心却承担着巨大的压力的李克寒，从而获得更多关注。2016年，出演张孝正、丁仰国执导的古装传奇剧《思美人》，在剧中饰演才略过人且工于心计的秦国相国张仪；同年，与谷智鑫、王力可合作主演温情励志剧《春天里》，在剧中饰演脑子虽聪明但高考屡屡失利，后因受挫刻苦复习终于考上重点大学的高中，登陆央一黄金档。2017年，出演丁仰国执导的古装科幻网络剧《天意之秦天宝鉴》，在剧中饰演足智多谋的张良；6月9日，其出演的都市穿越网络剧《思美人之山鬼后裔》在爱奇艺首播，而他在剧中则饰演了博物馆馆长庄乔的外甥章仪。