Entre et , il occupe successivement des postes à responsabilité au sein de l'Administration de la sûreté nucléaire. La même année, il est nommé secrétaire adjoint du Parti (guazhi) du comté de Pingjiang, dans le Hunan.
En , Li commence à travailler au bureau de l'ambassadeur de Chine en France, se spécialisant dans les affaires technologiques. En , il est muté à l'Administration d'État pour la protection de l'environnement (SEPA, devenue plus tard un ministère). Il occupe ensuite plusieurs postes de direction spécialisés dans la sûreté nucléaire, pour finalement devenir directeur de l'Administration nationale de la sûreté nucléaire en . En , après des réformes, Li assume simultanément le poste de vice-ministre de la Protection de l'environnement[1]. En , Li est muté au poste de secrétaire adjoint du Parti de la province du Hebei[2].
Ministre de la Protection de l'environnement
En , Li est nommé ministre de la Protection de l'environnement. Au moment de sa nomination, il est le plus jeune membre des fonctionnaires de niveau ministériel du Conseil des affaires d'État[3]. Il se rend dans le Hebei, le Shanxi, le Shandong et le Henan en , où il déclare que les efforts visant à améliorer la qualité de l'air se heurtaient à d'«énormes difficultés»[4]. En , Li dévoile un plan «vert» triennal visant à améliorer la qualité de l'air et à renforcer la réglementation[5]. Lors d'une conférence en , Li met en garde contre le recours à des méthodes «simples et grossières» pour lutter contre la pollution, qui nuisent aux entreprises, comme l'interdiction générale d'exploitation des usines[6]. En , il avertit que certaines régions locales avaient perdu leur élan dans la lutte contre la pollution, notamment les zones rurales et les villes industrielles les plus pauvres[7].
Shandong
En , Li est nommé gouverneur par intérim de la province du Shandong. Il est élu gouverneur en juillet[8].
Bureau politique
En , Li est élu au 20e Bureau politique du Parti communiste chinois. Il est le plus jeune membre du Politburo. En , Li prend ses fonctions de chef du Département de l'organisation, succédant à Chen Xi[9].
