李雨軒出生于黑龍江省牡丹江市，他大學就讀于解放軍藝術學院，幾年的學校生活讓他收獲了豐富的表演知識，也讓他對表演產生了濃厚的興趣；之后，李雨軒在因緣際會下進入演藝圈，并簽約高希希工作室。

2004年，出演寧海強執導的家庭倫理劇《離婚再婚》，在劇中飾演嚴嵩，這是他的首部電視劇作品，從而正式進入演藝圈。2006年，出演王新軍、殷桃、王超主演的戰爭劇《垂直打擊》，在劇中飾演通信員；同年，出演黃曉明、孫儷主演的民國情感劇《新上海灘》，在劇中飾演膽小怕事卻重情重義的常貴，從而被觀眾所認識[2]。2007年，出演鄧超、孫儷、沙溢主演的年代情感劇《甜蜜蜜》，在劇中飾演單純、懦弱且是非觀念薄弱的黑皮。2008年，出演陳建斌、朱媛媛、黃海波主演的革命愛情劇《光榮歲月》，在劇中飾演警衛小何；同年，與潘虹、胡靜、李勤勤合作主演年代勵志劇《女人不悔》，在劇中飾演謝少亭和魏婉瑩的同學徐海鵬。2009年，出演佟大為、劉孜、李依曉主演的革命戰爭劇《狙擊手》，在劇中飾演思想簡單且目的單純的軍人二勇；同年，出演陳建斌、陸毅、于和偉主演的古裝劇《三國》，在劇中飾演曹操的兒子曹植，這是他的首部古裝劇作品；之后，與劉威葳、傅晶、張鐸合作主演都市情感劇《媽媽我愛你》，在劇中飾演敢愛敢恨的柯守亮。2010年，出演張多福執導的情感喜劇《新喜盈門》，在劇中飾演孝順、老實的關三強；同年，與周一圍、林心如、李依曉合作主演都市情感懸疑劇《獨家披露》，在劇中飾演為了追求愛情而迷失自我的曹大偉。2011年，出演陳道明、何潤東、秦嵐主演的古裝歷史劇《楚漢傳奇》，在劇中飾演秦三世子嬰；同年，出演高希希執導的革命戰爭劇《血戰長空》，在劇中飾演國民黨空軍戰士柳鳴生；之后，出演高希希執導的家庭倫理劇《天下人家》，在劇中飾演性格叛逆的黑皮。2012年，與趙麗穎、陳曉、喬任梁合作主演古裝勵志劇《陸貞傳奇》（原名《女相》），在劇中飾演沈嘉敏的哥哥沈嘉彥，與習雪飾演一對兄妹[7-8]；同年，出演高希希執導的古裝歷史劇《大宋傳奇之趙匡胤》（原名《趙匡胤》），在劇中飾演文武雙全的青年才俊韓。2014年，客串朱丹、何晟銘、孫堅主演的都市醫療懸疑劇《愛的婦產科》，在劇中飾演富二代李默；同年，出演高希希執導的愛情電影《露水紅顏》，在片中飾演男主角徐承勛的好兄弟小丁。2015年，與張魯一、何潤東、葉璇合作主演抗戰劇《馬上天下》，在劇中飾演機智聰明的馮知良；同年，與賈乃亮、穎兒、杜淳合作主演都市情感勵志劇《冰與火的青春》，在劇中飾演表面高冷孤傲但內心卻承擔著巨大的壓力的李克寒，從而獲得更多關注。2016年，出演張孝正、丁仰國執導的古裝傳奇劇《思美人》，在劇中飾演才略過人且工于心計的秦國相國張儀；同年，與谷智鑫、王力可合作主演溫情勵志劇《春天里》，在劇中飾演腦子雖聰明但高考屢屢失利，后因受挫刻苦復習終于考上重點大學的高中，登陸央一黃金檔。2017年，出演丁仰國執導的古裝科幻網絡劇《天意之秦天寶鑒》，在劇中飾演足智多謀的張良；6月9日，其出演的都市穿越網絡劇《思美人之山鬼后裔》在愛奇藝首播，而他在劇中則飾演了博物館館長莊喬的外甥章儀。