2001年,李東海參加第3屆SMAuditon青少年Best選拔大會獲外貌大賞、全場大賞,簽約韓國SM娛樂有限公司。歷經(jīng)5年練習生涯,期間以專業(yè)舞蹈功底入選舞蹈A班。
2005年11月6日,李東海以組合SuperJunior成員身份正式出道,SuperJunior在《人氣歌謠》節(jié)目中以《Twins(KnockOut)》初次登臺。
2007年7月,SuperJunior主演的電影《花美男連鎖恐怖事件》首映,李東海在劇中擔任舞蹈社成員及偵探。
2008年4月8日,李東海加入SuperJunior-M,在中國音樂風云榜年度盛典出道,5月發(fā)行第一張正規(guī)專輯《迷》。
2010年,李東海出演家庭勵志電視劇《沒關系,爸爸的女兒》,在劇中出演生活艱苦卻責任感極強腳踏實地的青年“崔旭基”。
2011年12月16日,李東海與銀赫組成SuperJunior的第五個子組合SuperJuniorDonghae&Eunhyuk,并發(fā)行首張韓語數(shù)位單曲《Oppa,Oppa(紅了哥哥)》;12月18日,李東海與崔始源、陳意涵、白歆惠主演臺灣偶像劇《
華麗的挑戰(zhàn)》,在劇中飾演當紅偶像暢銷歌手“不破尚”。
2012年7月16日,李東海主演浪漫喜劇《
熊貓小姐和刺猬》,在劇中飾演糕點師“高勝志”;12月29日,李東海與銀赫、鄭允浩、崔珉豪、李泰民、KAI、LAY組成S.M.ThePerformance,在SBS歌謠大戰(zhàn)上表演韓語單曲《Spectrum》。
2014年2月26日,SuperJuniorDonghae&Eunhyuk發(fā)行日文專輯《RideMe》,并在日本9個城市舉行共22場巡演;5月18日,李東海出演法醫(yī)學及犯罪偵查電視劇《
神的測驗4》;10月13日,主演短篇校園電影《少年輕狂傳聞》在韓國上映。
2015年1月9日,李東海主演的電影《少年輕狂傳聞》在香港上映;7月14日,主演樂天免稅店微電影《像詩一樣的旅行》;7月16日及9月16日,SuperJunior發(fā)行出道十周年特別專輯《Devil》及《Magic》,收錄李東海參與作詞作曲的《Don'tWakeMeUp》及《Alright》。