全國解放后，先后在華北軍區(qū)文工團(tuán)，抗敵話劇團(tuán)當(dāng)演員，繼續(xù)從事話劇表演，演出過《劉胡蘭》、《英雄陣地》、《戰(zhàn)斗里成長》等。大量的舞臺實(shí)踐，使他積累了經(jīng)驗(yàn)，表演方面得到迅速提高。曾因扮演角色獨(dú)具風(fēng)格，多次立功受獎(jiǎng)。拍攝過《中國人民的勝利》、《智取華山》等幾部影片。1958年調(diào)八一廠，先后在《萬水千山》飾演紅軍指揮員，《江山多嬌》飾演縣委文書記，在《金鈴傳》里飾演金鈴的哥哥、解放軍軍官。1961年主演了《東進(jìn)序曲》，飾演黃秉光。1963年主演了《奪印》，他所塑造的支部書記何文進(jìn)親切、樸實(shí)，洋溢著濃郁的鄉(xiāng)土氣息，給觀眾留下了深刻的印象。1964年在《打擊侵略者》一片中成功地塑造了志愿軍軍長李國棟的形象，這與他在1951年隨文工團(tuán)赴朝鮮，參加抗擊美帝侵略者的戰(zhàn)斗生活有著緊密聯(lián)系，還有他長期的部隊(duì)生活經(jīng)歷打下的基礎(chǔ)。生活中尋找沃土，使他的藝術(shù)創(chuàng)作充滿活力。1978年又拍攝了影片《崢嶸歲月》，飾演省委書記，在《殘雪》影片里飾演部長，在《敬禮.教官》影片里飾演大軍區(qū)首長。進(jìn)入90年代的他依然寶刀不老，在影片《炮兵少校》中飾演了一個(gè)退休老干部，將失去兒子的那段戲處理扣人心弦，成為中國影壇以扮演軍隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)干部形象著稱的優(yōu)秀電影演員。

參演過《劉胡蘭》、《英雄陣地》、《戰(zhàn)斗里成長》、《中國人民的勝利》、《智取華山》、《東進(jìn)序曲》、《奪印》、《崢嶸歲月》、《炮兵少�！返茸髌�。

李炎，新中國唯一一位專門飾演高級將領(lǐng)的電影表演藝術(shù)家。