李彦明出生于山西省，李彦明自幼学习武术，他高中就读于山西戏剧职业学院表演系。之后，他考入首都师范大学表演系。大学毕业后，李彦明又在法国国际戏剧研究学院进修表演课程

2006年，出演张子恩执导的古装传奇剧《大长垣》，在剧中饰演小杭州，这是他的首部电视剧作品，从而正式进入演艺圈；同年，出演刘德华、李连杰主演的战争电影《投名状》，在片中饰演何奎副将，这是他的首部电影作品。

2007年，出演聂远、孙海英、张默主演的家庭伦理剧《父辈的旗帜》，在剧中饰演钟守诚的小儿子钟云，与孙海英饰演一对父子。

2008年，出演丁海峰、倪大红、李欣凌主演的年代商战剧《当铺》，在剧中饰演心地善良且见义勇为的热血青年大锁子。

2009年，与田中裕子、周一围、余少群合作主演清装宫廷剧《苍穹之昴》，在剧中饰演光绪皇帝的贴身小太监兰琴；同年，出演张晓光执导的抗战剧《火线》，在剧中饰演意志坚定的革命战士于小胆。

2010年，出演蔡尚君执导的犯罪悬疑电影《人山人海》，在片中饰演男主角老铁的弟弟铁成军，与陈建斌饰演一对兄弟；之后，出演张闻君执导的古装剧《苏三》，在剧中饰演贪玩成性且不务正业的正德皇帝；同年，与王珞丹、李光洁、黄梅莹合作主演年代情感剧《山楂树之恋》，在剧中饰演淳朴善良且为人坦诚的李健康，从而获得更多关注。

2011年，出演伊卫军执导的方言类轻喜剧电影《喜酒》，在片中饰演心地善良的二喜；同年，出演李小平执导的抗战剧《杀狼花》，在剧中饰演杀手小黑。

2012年，与周知、刘恩佑、梁爱琪合作主演抗战剧《天狼星行动》，在剧中饰演心狠手辣且为人狡猾的赵长风，这也是他首次在影视剧中尝试反派角色。

2014年，出演林添一执导的都市情感励志剧《情满雪阳花》，在剧中饰演个性善良却时常犯傻的叶壮。

2015年，出演刘国权执导的都市情感剧《亲密搭档》，在剧中饰演IT精英男麦克。

2016年，出演张嘉译、林申、刘奕君主演的警匪剧《卧底归来》，在剧中饰演黑客高达；同年，出演王连平执导的惊悚悬疑电影《舌魔》，在片中饰演有自己的想法但性格却很懦弱的姜涛。

2017年，出演集荒诞、幽默于一身电视剧《囧先生》，饰演男一号李明灯。

2018年，出演由周建基、李浩基执导，张超、米露主演作品《罪案心理小组X》饰韩世明。

李彦明是一个很有灵气的演员，而且也很用功、很虚心。他的演技有着超出他年龄的成熟，这也和他的努力是分不开的。

李彦明不仅外形上亲切随和，私底下也是一个顽皮可爱的人。他自出道以来，塑造了多个鲜活且生动的荧屏形象。李彦明在电视剧《父辈的旗帜》中，将智障儿子演绎得入木三分，也给观众留下了很深的印象。李彦明身穿夹克和牛仔裤，显得十分自然从容，举手投足之间处处流露出青春气息。

李彦明有着独特而收放自如的的表演风格，他的表演既深刻又极富爆发力。

李彦明在电视剧《山楂树之恋》中，展现出了其邻家男孩的气质。李彦明在多部影视剧中，轻易地玩转了各种形象，展现出了百变男人的型男范，而影视剧中的他或儒雅清淡，或是霸气传递，或邻家男孩一般俏皮流露。