2003年6月2日，作為小學(xué)4年生的知念侑李加入杰尼斯事務(wù)所，時年9歲，一邊練習(xí)一邊在杰尼斯的各種演出中活躍。

2004年，在漫改電影《忍者小靈精》中飾演三葉健一，在大熒幕首次亮相；同年，首次主演的電視劇《七子和七生》獲得平成16年度第59屆日本文化廳藝術(shù)節(jié)優(yōu)秀獎。

2007年1月2日至7日，參加在日本武道館舉行的“2007年謹賀新年杰尼斯Jr.大集合日本武道館5日間公演”；4月，與山田涼介、中島裕翔、岡本圭人結(jié)成期間限定組合Hey！Say！7；5月6日，隨組合作為GUEST出席“關(guān)西杰尼斯Jr.大阪城Hall First Concert”；8月1日，作為組合Hey！Say！7的成員通過發(fā)行單曲《Hey！Say！》正式CD出道；9月24日，結(jié)成組合Hey!Say!JUMP；9月29日，首次挑戰(zhàn)聲優(yōu)工作，為劇場版動畫《異邦人：無皇刃譚》中的仔太郎配音；10月23日，出演NTV劇情電視劇《有閑俱樂部》第二集，劇中飾演亮太一角；11月14日，作為組合Hey!Say!JUMP的成員通過發(fā)行單曲《Ultra Music Power》正式CD出道。

2008年1月26日，出演NTV劇情電視劇《一磅的福音》第三集，劇中飾演山吹善彥；4月12日，與中島裕翔、山田涼介、有岡大貴共同主演日本電視臺日劇SP《老師真?zhèn)ゴ蟆罚?0月11日，與中島裕翔、山田涼介、有岡大貴、上地雄輔共同主演劇情電視劇《廢物老師》，劇中飾演2年B班轉(zhuǎn)校的神秘的超級中學(xué)生吉田榮太郎。

2009年4月5日，開始常規(guī)出演日本電視臺節(jié)目番組《スクール革命！》；同年6月，與山田涼介、中山優(yōu)馬、松村北斗、中島健人、菊池風(fēng)磨、高地優(yōu)吾結(jié)成期間限定組合NYCboys，于年末首次登上“NHK紅白歌合戰(zhàn)”舞臺，并連續(xù)四年出演  。

2010年4月7日，與山田涼介、中山優(yōu)馬結(jié)成限定團體NYC并發(fā)行排應(yīng)單曲《勇氣100%》，正式開始了Hey!Say!JUMP與NYC兩團兼任。

2011年1月5日至9日，擔(dān)任第63回全日本排球高等學(xué)校選手權(quán)大會應(yīng)援大使；同年9月9日，為動畫電影《藍精靈》擔(dān)任Brainy一角配音。

2012年1月，與山下智久、榮倉奈奈、前田敦子等合作，出演TBS劇情電視劇《最完美的人生終點》，劇中飾演井原家的三男、大學(xué)法學(xué)部1年生井原隼人；7月，在校園愛情劇《Sprout》中飾演學(xué)年第一的人氣者楢橋草平，系首次單獨主演電視劇作品，知念侑李在此劇中獻出了螢?zāi)怀跷?，并憑借在劇中的表現(xiàn)獲得雜志《TVnavi》評選的“ドラマ?オブ?ザ?イヤー2012”最優(yōu)秀新人獎。

2013年，出演由錦戶亮主演的日本富士電視臺現(xiàn)代玄幻劇《歡迎來到陰陽屋》，劇中飾演有著神奇聽覺和嗅覺的高中1年生澤崎瞬太。

2014年6月21日，與佐佐木藏之介、深田恭子等合作，出演古裝喜劇電影《超高速！參勤交代》；7月，加入古裝劇《必殺仕事人2014》的主演陣容，劇中飾演的是直面自己悲劇命運而自己選擇暗殺者之路的隆生  。10月11日，搭檔丸山隆平等，出演NTV漫改劇《地獄老師》，劇中飾演栗田誠。

2015年8月22日-23日，Hey！Say！JUMP與V6共同擔(dān)任第38屆“24小時電視 愛心救地球”主持人，主題為“心連心~超越時空展笑顏~”；11月，與東山紀(jì)之、松岡昌宏等搭檔，出演朝日電視臺秋季古裝劇 《必殺仕事人2015》  。

2016年，在內(nèi)村光良編導(dǎo)的劇情類勵志電影《金牌男子》中首次擔(dān)任電影主演，與內(nèi)村光良分別飾演主人公秋田泉一的青年時期和中年時期。

2017年，在電影《忍者之國》中飾演進攻伊賀的織田信長的次男織田信雄。

2017年，與中島健人、平祐奈合作漫改純愛電影《雖說是未成年，但可不是小孩喲》。  

2018年，首次單獨主演的漫改電影《坂道上的阿波羅》上映，飾演故事的主人公，轉(zhuǎn)校生西見薰。

2019年，主演4月22日播出的日本臺深夜劇《不與傻瓜論短長》，飾演的主人公谷村小太郎。

個人生活

知念侑李的家庭是由包括父親、母親和姐姐在內(nèi)的四人組成。父親知念孝是前日本國家隊體操選手、1992年巴塞羅那奧運會男子體操團體銅牌得主，退役后職業(yè)為體操老師；母親是知念美紀(jì)；姐姐知念紗耶年長其2歲，是日本雜技演員。