李承勋最初是一名韩国短道速滑运动员，然而在2009年的国内选拔赛中，他遗憾地未能入选2010年温哥华冬季奥运会的国家队阵容。怀着对冬奥舞台的强烈渴望，他做出了一个重大的职业转变，决定从短道速滑转项至“大道”速度滑冰。就在同一年年底，李承勋在世界速度滑冰锦标赛中亮相，并在5000米项目中取得了第五名的成绩，这标志着他转型后的一个良好开端。此后他持续活跃于国际赛场，并在2022年重返冬奥舞台，参加了北京冬季奥运会男子速度滑冰集体出发项目的角逐。同年12月，在2022年国际滑冰联盟（ISU）速度滑冰四大洲锦标赛上，李承勋在男子5000米项目中滑出了6分23秒364的成绩，再次展示了他作为一名速度滑冰选手的竞技水平与持久竞争力。
在2008年的短道速滑世锦赛中，他不仅赢得了3000米项目的冠军，还与队友携手夺得了5000米接力金牌；同年，他还助力韩国队在短道速滑团体世锦赛上获得季军。2009年，在第24届哈尔滨世界大学生冬季运动会（大冬会）上，他再次展现强大实力，一举拿下1000米和1500米两项冠军。2010年温哥华冬奥会上，他在速度滑冰（大道速滑）男子5000米比赛中夺得亚军，这一成绩打破了欧美选手在该项目上的长期垄断，使他成为首位在速滑长距离项目中获得奥运奖牌的亚洲运动员；随后，在男子10000米比赛中，韩国选手李承勋以黑马之姿惊艳全场，他以12分59秒91的成绩成为当日唯一滑进13分大关的选手，并刷新了该项目的奥运会纪录，成功摘得金牌。2011年，在第7届哈萨克斯坦亚洲冬季运动会（亚冬会）上，他以6分25秒56打破亚洲纪录的出色表现，赢得速度滑冰男子5000米冠军。2014/2015年国际滑联速度滑冰世界杯中，他在男女混合集体出发项目上表现卓越，以8分16秒99的成绩夺得金牌。第八届亚洲冬季运动会速度滑冰男子10000米比赛于日本带广进行，李承勋再次展现统治力，滑出13分18秒56的成绩夺冠，继此前在速滑男子5000米项目中摘金后，他成功收获个人在本届亚冬会的第二枚金牌，也成为韩国队在该届赛事中第二位双冠王。2018年2月15日，他在平昌冬奥会速度滑冰男子10000米比赛中获得第4名；同年2月24日，李承勋在平昌冬奥会速度滑冰男子集体出发项目中奋勇夺冠。2022年2月19日，在2022年北京冬奥会速度滑冰男子集体出发决赛中，他再获佳绩，赢得季军。2022年12月4日凌晨，在2022-2023赛季速滑四大洲锦标赛男子集体出发比赛中，李承勋表现稳健，收获一枚银牌。2025年2月，他入选韩国国家速度滑冰队，代表韩国参加2025年哈尔滨亚洲冬季运动会；2月11日，在哈尔滨亚冬会速度滑冰男子团体追逐赛中，李承勋所在的韩国队以3:47.99的成绩获得亚军；2月24日，在2024-25赛季国际滑联速度滑冰世界杯波兰扎科帕内站男子集体出发项目中，李承勋发挥出色，最终夺得冠军。