2009年6月起，所属乐队CNBLUE赴日本以独立乐队的形式开始音乐活动。
2010年1月14日，CNBLUE发行首张韩语迷你专辑《Bluetory》，作为CNBLUE的主音吉他手兼主唱，以歌手的身份出道，专辑收录曲《就这样…忘记…》由李宗泫作曲。5月19日，CNBLUE发行第二张韩语迷你专辑《Bluelove》。同年，出演音乐爱情电影《Acoustic》（《纯乐》），饰演圣源。
2011年3月21日，CNBLUE发行首张韩语正规专辑《First Step》，专辑收录曲《爱在雨中》和《谢谢》由李宗泫作曲。9月1日，CNBLUE发行日本地下乐队时期最后一张专辑《392》，李宗泫参与其中五首歌曲的创作。10月19日，CNBLUE发行首张日语单曲《In My Head》，正式在日本主流出道。
2012年3月26日，CNBLUE发行第三张韩语迷你专辑《EAR FUN》。5月起，首次出演电视剧，饰演SBS电视剧《绅士的品格》中男主角（张东健饰）的私生子Colin，凭借该角色获得当年SBS演技大赏新人奖。同时为该剧演唱的的插曲《我的爱》也受到广泛喜爱，获得当年首尔歌谣大赏最佳OST奖。同时5月，自作曲《Get Away》被选为日本电视台播放的《Gossip Girl》第三季的片尾曲。8月1日，CNBLUE发行第三张日语单曲专辑《Come on》，专辑主打曲《Come on》由李宗泫作曲。8月29日，CNBLUE发行日本主流出道后首张正规专辑《Code Name Blue》，李宗泫参与其中四首歌曲的创作。
2013年1月14日，CNBLUE发行第四张韩语迷你专辑《Re:Blue》，专辑收录曲《我比你》由李宗泫作词作曲。4月24日，CNBLUE发行第五张日语单曲专辑《Blind Love》，主打曲《Blind Love》由李宗泫作词作曲。8月28日，发行日本主流出道第二张正规专辑《What turns you on?》，李宗泫参与其中四首歌曲的创作。12月，与同公司女歌手Juniel组成限定组合"Romantic J"，于12月9日发行数码单曲《爱情降临》，歌曲由Juniel作词，李宗泫作曲。
2014年1月17日，参演的首部纪录片电影《The Story Of CNBLUE—NEVER STOP》在日本上映。2月24日，CNBLUE发行第五张韩语迷你专辑《Can't Stop》，专辑收录曲《不眠之夜》由李宗泫作词作曲。6月，出演女子组合Mamamoo出道曲《Mr.暧昧模糊》的MV。9月17日，CNBLUE发行日本主流出道第三张正规专辑《Wave》，李宗泫参与其中三首歌曲的创作。同时9月，为韩国新人女歌手南英珠创作出道单曲《脆弱而善良》，作词作曲并参与歌曲制作。12月，客串出演Line TV网络剧《好日子》。
2015年3月，与演员孔升延搭档，固定出演MBC综艺节目《我们结婚了》。4月8日，CNBLUE发行日本主流出道第九张单曲《White》，主打曲《White》由李宗泫作曲并参与作词。同月，作为固定嘉宾出演KBS综艺节目《扑通扑通印度》。5月起，出演KBS电视剧《橘子果酱》（《Orange Marmalade》），饰演男二号韩世厚。9月12日，CNBLUE全员出演中国湖南卫视综艺节目《快乐大本营》。9月14日，CNBLUE发行第二张韩语正规专辑《2gether》，李宗泫参与其中三首歌曲的创作。9月30日，CNBLUE发行日本主流出道第四张正规专辑《Colors》，李宗泫参与其中三首歌曲的创作。9月起，固定出演KBS综艺节目我们小区艺体能“柔道篇”。同时9月，参与韩国女歌手Ailee的专辑《VIVID》的制作，参与专辑收录曲《填满酒杯》的作词作曲以及编曲。10月7日，被委任为大韩民国社会贡献大赏宣传大使。
2016年4月4日，CNBLUE发行第六张韩语迷你专辑《Blueming》，专辑收录曲《THE SEASONS》由李宗泫作词作曲。7月27日发行首张个人日文专辑《SPARKLING NIGHT》。
2019年8月28日，李宗泫通过所属公司发表声明，表示因为自己不当的言行给他人带来伤痛，让大家感到失望而非常抱歉，宣布退出组合CNBLUE。
