Lee Do-hyun sinh năm 1995 trong một gia đình thuộc tầng lớp lao động bình thường. Được biết trước khi theo đuổi diễn xuất, ngôi sao này có niềm đam mê với bóng rổ. Theo Soompi, Lee Do-hyun được cho là đủ tài năng để theo bước cha - một cầu thủ chuyên nghiệp. Tuy nhiên, Lee đã bị cha ngăn cản trở thành một vận động viên chuyên nghiệp và thay vào đó, anh vào Đại học Chung-Ang (trường đại học top 10 của Hàn Quốc) ở Seoul để theo đuổi bằng cấp về sân khấu điện ảnh.
Sau khi tốt nghiệp đại học, Lee Do-hyun được tuyển vào công ty giải trí Yuehua Ent. Nhờ niềm đam mê và ngoại hình nổi bật, anh nhanh chóng có khởi đầu thành công khi lọt vào mắt xanh của nhiều đạo diễn.
Đảm nhận vai diễn trong bộ phim Summer Night năm 2017, Lee nhanh chóng nổi tiếng nhờ vẻ ngoài điển trai cùng lối diễn xuất linh hoạt. Sau đó anh tiếp tục tạo tiếng vang lớn khi đóng phim truyền hình giả tưởng, lãng mạn Hotel del Luna vào năm 2019 - một trong những bộ phim truyền hình được xem nhiều nhất ở Hàn Quốc.
Hotel del Luna cũng chính là bộ phim giúp Lee Do Hyun nổi tiếng vượt bậc, mở đường cho vai chính ấn tượng của anh trong tác phẩm tiếp theo là 18 Again vào năm 2020, trước khi nhận được sự chú ý của khán giả quốc tế. 18 Again dựa trên bộ phim Mỹ năm 2009 với sự tham gia của nam diễn viên Zac Efron. Tuy nhiên bản làm lại đã mang về cho Lee Do-hyun giải thưởng nam diễn viên chính xuất sắc nhất, tại lễ trao giải nghệ thuật Baeksang danh giá lần thứ 57.
Chưa dừng lại, khi đóng cùng nữ diễn viên "hạng nặng" Song Hye Kyo trong The Glory năm ngoái, Lee đã chinh phục người hâm mộ với vai diễn bác sĩ hiền lành, tốt bụng Joo Yeo Jeong. Và với sức mạnh của Netflix, nam diễn viên đã nâng cao số lượng khán giả quốc tế của mình.
Về đời tư, nam diễn viên hiện đang hẹn hò với và bạn gái Lim Ji Yeon, người đóng vai chính trong bộ phim truyền hình bí ẩn ăn khách Lies Hidden in My Garden của ENA. Cặp đôi công khai hẹn hò vào 4/2023 và họ nhanh chóng trở thành một trong những cặp đôi hot nhất châu Á nhờ thành công vang dội của siêu phẩm The Glory. Dù chênh nhau 5 tuổi song 2 ngôi sao vẫn được nhận xét là trông vô cùng đẹp đôi khi xuất hiện bên nhau.
Lee Do-hyun hiện đang nhập ngũ sẽ xuất ngũ vào năm 2025. Trước khi trở lại với người hâm mộ, bộ phim Exhuma của nam diễn viên sẽ ra rạp vào năm 2024.