李明霖從小就熱愛音樂，他不僅會吉他，而且還會彈鋼琴。李明霖大學就讀于北京現代音樂學院，在校期間還獲得過學校歌唱比賽的冠軍 。

2008年，在北京現代音樂學院一千五百人的男生女生選拔大賽當中獲得總冠軍，免去一年獎學金；同年，開始組織樂隊，并且召集編曲人員形成一個音樂團隊；此外，他不僅擔任了范思威演唱歌曲《來生不分手》的MV男主角 ，還參加了重慶衛視綜藝節目《娛樂星工廠》的錄制，并現場演唱林俊杰的《江南》。

2009年10月，參加湖南衛視歌唱競技類節目《挑戰麥克風》的錄制，現場演唱《forever love》、《蝸牛》等歌曲 。

2010年，參加湖南衛視選秀娛樂節目《快樂男聲》杭州唱區的比賽，獲得杭州唱區25強、全國300強 ；同年6月5日，在《快樂男聲》300進60突圍賽中被淘汰，并成為快樂天團8090組合候選成員之一 ；同年11月，參加《青春綻放》大學生音樂之旅活動，獲得金鷹網絡直通區100強 ；同年11月，前往山東綜藝組成“F.M”組合，并獲得山東電視臺綜藝頻道選秀節目《綜藝滿天星歌舞青春》年度總冠軍。

2011年2月，參加山東衛視網絡春晚，并與王亞飛、王浩亦、任國超、梁曉東合唱歌曲《This is Love》 ；同年5月，參加浙江衛視歌唱競技類節目《麥霸英雄匯》的比賽 ；同年，為蔣冰創作歌曲《揮灑一滴淚》 ；同年12月，其原創歌曲《自私的幸福》獲得“中國人壽杯第三屆網絡文學藝術大賽暨網絡原創歌曲大賽”十大網絡原創金曲 。

2013年，參加東方衛視選秀娛樂節目《中國夢之聲》的比賽，獲得全國42強 ；同年，推出個人原創單曲《愛若是你的》；同年12月，與李立宇、包若熙、鄒宜璇、鄧麗君組成“I.D.M”組合，并推出組合首支單曲《邁向偶像》 。

2014年1月，隨I.D.M推出組合賀歲單曲《恭喜發財你發財》；同年4月，隨I.D.M推出單曲《小乖乖》；同年5月，推出個人原創單曲《女主角》；同年7月，推出個人原創單曲《曾經的你》；同年9月10日，推出與弟弟李宏毅合唱的歌曲《好男娃》 ；同年，推出翻唱賈斯汀·比伯的歌曲《baby》東北版 。

2015年，擔任吳芊興演唱歌曲《Love you baby》的MV男主角 ；同年，與陳希郡、李宏毅、楊承熹、陳若軒合作主演愛情懸疑電影《極速世界之戰車》，在片中飾演國際刑警木森 ；同年5月，與成龍、張大大、韓承羽、李弘毅等參加禁毒公益歌曲《生命》的錄制 。

2016年5月，推出翻唱Bigbang的歌曲《IF YOU》多油版，參加湖南衛視《我想和你唱》；同年，參加湖北衛視真人秀戀愛綜藝節目《如果愛》，并推出個人單曲《如果愛》；11月，參加搜狐視頻原創喜劇秀節目《無力社團》的錄制 。

2017年4月25日，獲得“最具粉絲影響力明星頒獎盛典”最具發展潛力歌手獎 。2018年1月21日，發表單曲《愛呀》；4月17日，發表單曲《眼》；4月20日，發表單曲《致母親》；12月13日，發表單曲《老夫的少女心》。

李明霖出生于普通的家庭，父母常年在外做生意。李明霖在家排行老大，他有一個比他小十歲的弟弟李宏毅 。2013年，李明霖和父母以及弟弟定居在北京。

李明霖很帥氣，他被稱作為“韓庚和胡歌的結合體”（中國娛樂網評） 。李明霖不僅舞臺表現力和外型都很出眾，而且才藝俱佳（網易、新浪評） 、 。

李明霖擁有扎實的演唱基礎和不錯的舞技，除了張口就能唱歌外，hiphop、popping他也都可以信手拈來。李明霖雖然與方文山的創作理念相同，但他還是具有自己獨特的理念（新華網評） 。

李明霖身穿綠色西裝，筆挺利落的直線條西裝設計襯出他優雅的姿態（搜狐評） 。