1982年，李建义毕业之后就进入了国家话剧院。[1] 1984年，主演故事片《二零八客机》。[2] 1989年，在剧情电影《天涯怪客》中饰演男主角路不平。[2] 1994年，出演电视剧《三国演义》并担任该剧的主要配音员。[1] 1995年，因参演话剧《伐子都》而被人们所关注。使李建义的演艺生涯步入高峰期。[1] 1999年，主演历史故事片《我的1919》。[3] 2003年，在主演古装剧《少年天子》中饰演吴良辅，他凭借精彩演绎获得了第14届北京影视春燕奖好佳男配角奖。[4] 2008年，主演由王剑男执导的两幕喜剧《物理学家》。[5] 2011年，主演现代剧《你是我的幸福》。[6-7] 2013年，主演谍战剧《零下三十八度》并在剧中与于和伟饰演父子。[8-9] 2014年，在古装爱情剧《错点鸳鸯》中饰演奸商苏光平。[10] 2016年，加盟国内反腐第一大剧《人民的名义》，饰演省检察院检察长季昌明。中学时代的李建义凭着一副好声音成了学校的播音员。之后经学校老师的介绍，他认识了煤矿文工团负责招生培训的话剧演员李太林。在李太林的教导下，一个对话剧一无所知的少年在几年后走进了上海戏剧学院的大门。[1]
1984年，主演由周康渝执导的故事片《二零八客机》并饰演蒋一鸣一角。[2]
1989年，与卢琳领衔主演剧情电影《天涯怪客》，饰演男主角跛脚的怪客路不平。[2]
1994年，李建义出演电视剧《三国演义》，并饰演谋士陈宫，其中他还是该剧的主要配音员。[1]
1995年，接演了话剧《伐子都》，这部戏展现了他精湛的演技，为他的事业带来重大的改变。从那时开始，李建义的演艺生涯开始步入高峰期，随后各种影视剧邀约也纷纷而来。[1]
1999年，与陈道明、修宗迪、萨拉·格莱宾联袂主演历史故事片《我的1919》，饰演王正廷。[3]
2003年，与邓超、潘虹、霍思燕联袂主演古装剧《少年天子》，剧中饰演一头银发的大太监吴良辅，凭借精彩演绎也为他赢得了第14届北京影视春燕奖好佳男配角奖。[4]
2009年，李建义在《这是好后的斗争》中接替雷恪生饰演一版温文儒雅何光明一角，以轻松自如的表演风格诠释这个退伍军人的形象。[12]
2010年，与杨青领衔主演参演由苏蓬执导话剧《有一种毒药》，李建义饰演一个终日酗酒、生活在半梦半醒中的酒鬼父亲。[13]
2011年，与王刚、李明启、刘佳联袂主演现代剧《你是我的幸福》，饰演设计院副院长严芒。[6-7]