2011年，在《愛情公寓》第二季中飾演了張偉，並因為一瓶“益達口香糖”，被取外號為“張益達”。同年，李佳航與海陸、李晟、張睿主演了《新還珠格格》，並在劇中飾演了福爾康。2012年，與婁藝瀟、陳赫、孫藝洲等主演了《愛情公寓第三季》。同年，李佳航主演了電視劇《我家有喜》，並飾演了林英雄。2013年，李佳航主演了電視劇《秀麗江山之長歌行》，該劇是由李歆小說《秀麗江山》改編，由林心如工作室與安徽廣播電視臺､歡瑞世紀影視傳媒股份有限公司等共同打造，李佳航飾演男二號，東漢開國名將陽夏侯馮異。同年，參演了網路輕喜劇《快樂ELIFE》，該劇首創“劇集協作”模式，李佳航客串飾演何炅的表弟鄭一地，並與劇中女主角付夢妮有一大段“激情戲”。2013年1月初，李佳航出演了《少年神探狄仁傑》中某故事單元男一號褚尚元，是朝中一品重臣褚遂良之子，“京城四少”之一。4月，李佳航、韓雪、杜海濤、謝依霖主演了一部以“尋找真愛、早日脫光”為主題的愛情喜劇電影《我為相親狂》，以現代都市男女在相親中的各種奇遇為背景的故事，並於2013年11月1日小光棍節全國公映。4月底，李佳航、朱亞文、萬茜、楊紫等主演了由劉家成執導，趙琪編劇的勵志軍旅電視劇《心戰101》，主要講述李佳航飾演的蔡米等一批90後大學生走向軍營，磨練成長的故事。8月14日，電影《第一志願》在上海開機，李佳航飾演的男主角是一個高三學生。2014年1月17日，李佳航和李晟等演出的話劇《給未知戀人的愛情簡訊》登陸上海藝海劇院，這是一部改編自蔡康永同名作品並由其擔任藝術顧問的舞臺劇，李佳航飾演為愛迷茫的男孩“小晃”。2016年3月，主演的青春諜戰懸疑大劇《尖鋒之烈焰青春》殺青[11] 。隨後勵志情感劇《生於70年代》開機。2016年6月，主演由李雪執導，靳東、白百合、藍盈瑩等主演的都市行業劇《外科風雲》劇中扮演開朗有趣的急診科醫生陳紹聰，北京開機。2016年9月，主演首部聚焦當代網際網路創業者奮鬥經歷的勵志大劇《合夥人》開機，李佳航在劇中飾演王子。