二零一五年，李歌洋报名参加了由歌手尚雯婕发起的练习生招募活动，凭借出色的表现最终成功签约黑金时尚，由此正式踏入演艺行业。次年一月，他作为新成员加入男子唱跳组合“fresh极客少年团”，开始了在音乐领域的初步探索。同年六月二十一日，其参演的首部影视作品——青春校园题材网络电影《热血派》正式上线；在片中，李歌洋饰演了主动向齐天三圣发起挑战的角色银灿，这次触电标志着他演艺事业从舞台向荧幕的重要拓展。二零一七年六月，他参与了跨界艺人电子竞技赛事节目《集结吧王者》的录制，该节目于腾讯视频播出，展现了他多元化的兴趣与才能。 二零一九年成为其作品集中呈现的一年。二月十四日，他与吴翊歌、虞书欣等演员共同主演的都市奇幻爱情剧《我的奇妙男友2之恋恋不忘》在芒果TV开播，李歌洋在剧中诠释了财力雄厚且情感丰富的超级人类云臻一角。紧接着在三月十九日，另一部由他携手厉嘉琪、赵弈钦等人主演的青春校园剧《等等啊我的青春》于优酷平台播出，他所扮演的林嘉泽是一位性格温和、深受欢迎的校园男神形象。进入二零二零年，其主演的校园爱情剧《致我们甜甜的小美满》于四月十日在腾讯视频与观众见面，剧中他化身为一位阳光开朗、智商超群的IT天才蔡亚斯。五月十八日，他与张思帆、胡意旋、温碧霞等合作主演的古装言情剧《亲爱的义祁君》登陆优酷，李歌洋成功塑造了风度翩翩、器宇轩昂的稷王吕澈。同年，他还与演员凌美仕搭档，主演了另一部古装言情剧《有座香粉宅》，进一步巩固了其在古装剧领域的表现。 二零二一年一月二十日，李歌洋领衔主演的都市情感剧《原来时光都记得》播出，他在剧中挑战了外表傲娇高冷、内心却温暖柔软的学霸角色洛言。次年，即二零二二年五月十七日，其主演的古装言情剧《二十四味暖浮生》在爱奇艺上线，他饰演了继承家族医馆的许子颜；随后在十一月十九日，另一部由他主演的都市言情剧《暖暖遇见你》于芒果TV播出，他在剧中饰演了重要角色顾一辰。 二零二三年，李歌洋的演艺活动依然密集。三月，他参演的民国背景探案剧《双生萌探》正式开机；四月，其主演的古装言情结合探案元素的剧集《花间令》也进入了拍摄阶段；至七月二十八日，他参演的两部电视剧《一吻倾城》以及《套路先生请指示》同时在腾讯视频播出。迈入二零二四年，其参演的作品《甜心萌探》确定了播出档期。三月十五日，他参演的电视剧《花间令》如期播出。六月十五日，另一部他参与演出的作品《权宠》宣布开机。十月十六日，备受关注的电视剧《引灯决》官宣首批演员阵容，李歌洋名列其中。十一月九日，他主演的悬疑探案题材网剧《南柯梦》播出，他在剧中饰演核心角色神探沈南。十一月二十八日，他出演的一部短剧《春色撩人》开机拍摄。 二零二五年五月八日，由其主演的电视剧《你是迟来的欢喜》顺利完成拍摄工作，宣布杀青。同年九月十九日与九月二十四日，他参演的两部短剧《春色撩人》和《我在这里等你》相继播出。进入二零二六年一月，李歌洋主演的新电视剧《边关诡事》正式开机，标志着其演艺事业持续向前推进。
二零一六年三月三十一日，李歌洋随极客少年团一同参与了由I Do基金携手北京星星雨教育研究所及北京海洋馆共同策划发起的“爱，点亮孤独的星——关爱自闭症儿童”主题公益行动。在组合活动中，李歌洋展现出沉稳的舞台台风与不俗的表现力，给观众留下了积极的印象。他不仅唱跳能力俱佳，在游戏方面也拥有出色的水平。在《风度men's uno Young！》举办的一周年庆祝派对上，李歌洋举止彬彬有礼，多次向观众与工作人员鞠躬致谢，其谦和的态度令人印象深刻。而在《集结吧王者》节目中，李歌洋凭借帅气的外形与从容的内心赢得了关注，他始终保持着胜不骄败不馁的沉着心态，稳重应对各类挑战，作为所在队伍“虽败犹荣”队的核心成员，他被队长李诞评价为团队中不可或缺的灵魂人物。在《答应我要幸福》的演唱环节里，李歌洋的嗓音温柔舒缓，与轻柔的曲调和谐相融，传递出温暖的情感。此外，在一组与皮卡丘公仔的合影中，李歌洋以多种姿势将圆滚滚的皮卡丘玩偶抱在怀中，展现出阳光又略带稚气的一面。他一百八十七公分的高挑身材与怀中可爱的玩偶形成了鲜明而有趣的身高对比，更衬托出其亲切活泼的形象。