李康生高中毕业后参加大学联考落榜，自己打工赚取补习费，当过保险、服务生。
1991年，当时正在为电视台工作的蔡明亮在西门町一个青少年聚集的电动游乐场里发掘了毫无戏剧训练的李康生，让他担任其剧情片《小孩》中一个角色，并为他写了《青少年哪吒》的剧本，李康生从此开始演艺生涯。
1992年，蔡明亮以李康生的形象为主要蓝本，编导了他本人的第一部电影作品《青少年哪吒》。此后，李康生参与了蔡明亮的其他所有影片，成为蔡明亮的御用男主角。
1994年，凭借在蔡明亮执导的电影《爱情万岁》中饰演同性恋青年推销员小康，获法国南特电影节最佳男主角奖，及第31届台湾电影金马奖最佳男主角提名。
1995年，主演林正盛首部独立制作的电影作品《春花梦露》，该片以纪录片的方式描述了台湾早期农村和人们生活的风貌的电影。
1996年，主演电影《河流》，该片获得柏林影展银熊奖和国际新闻奖、芝加哥国际影展银雨果评审特别奖、圣保罗国际影展影评人奖、新加坡国际影展评审特别奖等奖项。
1998年，主演蔡明亮执导的电影《洞》，电影表达了对都市生活与现代人情感观念的忧虑，该影片获第51届戛纳电影节主竞赛单元费比西奖。
1999年，出演许鞍华执导的以爱情包装的政治话题电影《千言万语》中李绍东一角，该片获得第19届香港电影金像奖最佳影片和第36届台湾电影金马奖最佳影片。
2000年，在陈义雄执导，改编自网路小说的电影《晴天娃娃》中饰演颜歆荷。同年李康生和蔡明亮等独立电影工作者成立了汯呄霖电影，以发展国际观并兼具原创精神的电影为目标。
2001年，主演蔡明亮执导的电影《你那边几点》，之后出演22分钟的续集电影《天桥不见了》。
2003年，出演了电影《不散》后，李康生凭借帮助蔡明亮拍摄纪录片时担任副导所积累下的经验，在蔡明亮的鼓励下，自己编剧并执导了处女作《不见》，获韩国釜山电影节“最佳新人导演奖”及最高荣誉“新潮流奖”，第四届华语电影传媒大奖最佳新导演奖，雅典国际电影节最佳导演奖，荷兰鹿特丹国际影展最佳影片金虎奖、影评人奖与亚洲电影发展协会奖，并获得了台湾新闻局一百万台币的奖励。
2004年，出演刻划都市男女情欲的电影作品《天边一朵云》，该片代表台湾电影、也代表华语电影，参加柏林电影节竞赛单元的角逐。
2006年，自编自导自演电影《帮帮我爱神》，获釜山电影节PPP（釜山电影资助计划）单元最高奖——釜山大奖，并入选2007年第64届威尼斯电影节正式竞赛单元。
2013年11月23日，李康生凭主演的电影《郊游》获得第50届台湾电影金马奖最佳男演员。12月15日获得第56届亚太影展最佳男演员，还获得第16届台北电影节最佳男主角。
演员奖项
导演奖项
作品奖项
在蔡明亮的电影系列中，李康生都扮演了一名叫做“小康”的青年人，从少年小康成长为孤独而无助的成年小康。这个年轻人身材矮小、相貌平平、寡言少语，表情中写满了孤独与压抑，与周围的世界格格不入，却建立了清楚的都会青年典型，有点忧郁，有点自闭，个性不乏叛逆，内心却孤独异常。他的这种特殊气质，使他在台港众多男演员中独树一格，也成为台湾电影代表性的青年演员之一。李康生从未受过任何正统的表演训练，但具有敏锐的表达能力，银幕上颇具魅力，颇得评论界的肯定。可以说，蔡明亮的所有影片都是为小康量身定做的，李康生构造了蔡明亮电影的基本情境和氛围。李康生一直在成长，一直在随着时间的流逝而改变，李康生的变化是蔡明亮电影永不枯竭的源泉。