2006年，出演曾志偉、黃渤、姚晨主演的喜劇電影《大電影之數百億》，在劇中飾演Tong。

2007年，出演吳宇森執(zhí)導的古裝電影《赤壁》，在劇中擔任梁朝偉的替身；同年，出演李安執(zhí)導的電影《色戒》，在劇中飾演嶺南大學的學生；同年，出演胡可、黃覺、向能主演的年代情感劇《風月·惡之花》，在劇中飾演甄家大少爺乃祥。

2008年，出演李欣執(zhí)導的抗戰(zhàn)電影《對岸的戰(zhàn)爭》，在劇中飾演男三號阿鵬；同年，其主演的電影《對岸的戰(zhàn)爭》入圍2008年第三十屆莫斯科國際電影節(jié)競賽單元。

2011年，與李冰冰、孫紅雷、段奕宏合作主演都市愛情電影《我愿意IDO》，在劇中飾演錢偉。

2012年，出演喻恩泰、譚卓主演的愛情喜劇電影《李可樂尋人記》，在劇中飾演莊明文；同年，與鐘漢良、譚維維合作主演都市愛情電影《秘密花園》，在劇中飾演善良盡職的金秘書。

2013年，出演國內首部弘揚南宋茶道國學的微電影《茶約》，在劇中飾演男一號朱潛；同年，出演林珍釗執(zhí)導的賀歲喜劇微電影《漫話仙游之三仙醉酒》，在劇中飾演男主角喬偉；同年，憑借微電影《何處安身》入圍土豆映像節(jié)最佳男演員提名。

2014年，出演中國首部羌族院線電影《蝴蝶今夜降臨》，在劇中飾演男主角，這是他首次出演少數民族角色。

2019年8月22日，主演的電影《獵襲》在中國大陸上映。

李夢因貌似梁朝偉，而被譽為“小梁朝偉”，他有著一雙深邃的眼睛。李夢跟梁朝偉的相似度已經幾近以假亂真（新浪評）。

科班出身的表演功底更令李夢能夠駕馭更多風格迥異的角色類型，他在微電影《茶約》的古裝扮相英俊瀟灑，風流倜儻，眉宇之間透著一股憂郁與深沉，與梁朝偉頗有幾分神似。當他身著一襲灰色西裝摘下墨鏡的那一剎那十足就是個“翻版梁朝偉”（網易評）。

李夢的氣質很適合文藝片的戲路，他有成為文藝小生的良好前途（導演阿甘評）。