2009年，李章宇出演了MBC輕喜劇《泰熙慧喬智賢》，劇中他和諾珉宇、金賢宇共同出演了歌手志願生的角色；三人因劇中的角色結緣，在戲外組成了24/7組合，並且發表了專輯《那傢伙的女子》，專輯打榜之後隨著製作人的離開，這個組合也無疾而終；同年10月參演KBS電視台出品的周末家庭劇《可疑的三兄弟》。

2010年，與池昌旭、吳智恩、陶志媛聯袂主演KBS電視劇《笑吧，東海》，飾演自信、幽默的Camellia飯店副總管金道鎮。

2011，與金敏瑞共同主演電視劇《人間賭場》；3月參與演出綜藝節目《我們結婚了》第三季，並與鹹慇晶成為假想夫婦；10月，主演KBS電視劇《榮光的在仁》，飾演在事業和家族背景上都非常優越的棒球手徐仁宇 。

2012年1月，李章宇憑藉在電視劇《笑吧，東海》以及《榮光的在仁》中的表現獲得2011年KBS演技大獎新 人演技獎；6月李章宇和金宣雅聯袂主演的MBC水木劇《I do I do》在韓國播出，劇中李章宇飾演以高中畢業生身份進入大企業的朴泰剛；11月主演由MBC電視台出品的日日劇《吳子龍走吧》，飾演富有幹勁的二女婿吳子龍 ；12月憑藉《I do I do》以及《吳子龍走吧》獲得2012年MBC演技大賞最佳男新人獎。

2013年11月，與張根碩、韓彩英共同主演KBS水木劇《漂亮男人》，飾演同情一切事物、不被職位束縛的MG網站銷售代理崔俊河。