2005年，与王姬、蔡国庆共同出演李梅执导的电视剧《光辉岁月》，饰演“乐铁头“。

2006年7月，参演由董志强执导、张少华、祝士彬出演的亲情伦理电视剧《常回家看看》饰演“姚建国”。10月份参演由董力执导、白凡、车晓出演的现代探案剧《水中花》饰演“曹利民”。

2008年1月，李梦男加盟余淳执导的伦理情感电影《马文的战争》，饰演一个典型的小男人李义并凭借这个角色入围澳门国际电影节最佳男演员 ；随后，搭档李易祥、赵纯洋出演刑侦警匪剧《无处藏身》。

2009年，参演由滕文骥执导、黄志忠、李东霖出演的近代革命题材电视剧《风云1949》饰演“段云飞”。

2010年，参与由马军襄执导的情感生活的电视剧《人是铁饭是钢》饰演“崔大可”。9月，参演由李骏执导、牛莉、董勇出演的伦理大戏《祸福相依》饰演“胡连喜”。10月，参演由康宁执导、杨梅、杨立新出演的讲述了农村医疗改革的《生死依托》饰演“赵春来”。

2011年3月，与林龙麟、刘威出演反映打黑除恶的警匪剧《正义无限》饰演“高大勇”。6月，搭档林柯、黄渤、高虎出演抗日战争剧《民兵葛二蛋》饰演“赵希梅”。11月，由曾晓欣执导，高明、郑晓宁、杜雨露出演的亲情剧《老爸的心愿》，李梦男饰演“张建华”。

2012年5月，由尔玛依娜、李嘉明出演的抗日战争剧《军刺》中，李梦男饰演“黄鸣峰”。稍后，参演由江涛执导的根据真实故事改编的微电影《钱2013》饰演郭子。10月，参演悬念丛生、情节紧张的动作大片《正义无限》”高大勇“。

2013年，搭档颜丙燕、苗圃参演由冯自立执导的爆笑喜剧电影《牛胆神偷》饰演“牛耳” 。5月，搭档潘斌龙、谢娜、孙宁主演讲诉大龄屌丝男奇遇记的黑色幽默电影《一路狂奔》，饰演“许德才”。9月，又与王芳、王德龙共同出演数字高清电影《天地尧治河》饰演“孙书记”。11月，参演由陈健执导的电影《华侨村官》饰演“村长”。12月，搭档雷佳音、程琤出演抗日英雄剧《飞哥大英雄》饰演“石祥顺”。

2014年4月，拍摄由杨浩宇导演的黑帮类型片《亡命徒》，饰演警队队长傅宽；6月，李梦男加盟了旅游卫视的新创节目《度假中国》。

2015年4月，在《飞虎队大营救》，饰演八路军营救小分队队长“包卫国”

2015年7月，搭档陆毅、赵丽颖主演《胭脂》饰演大反派万志超。

2017年4月29日，李梦男凭借电影《散养时代》获得第13届圣地亚哥世界儿童电影节最佳男主角奖影帝桂冠。