2010年，李艺科参演导演康洪雷执导的大型革命史诗题材电视剧《我们的法兰西岁月》中饰演李火镰，这是李艺科参演的首部重大历史题材作品。该剧荣获第十二届全国精神文明建设“五个一工程”奖、第29届中国电视剧飞天奖长篇电视剧一等奖、第27届中国电视金鹰奖优秀电视剧奖。

2011年，李艺科参演于震、阿朵、王晓晨等主演的谍战剧《专列一号》，饰演班长青。2012年4月，李艺科再度合作康洪雷，出演濮存昕、张国强主演的励志剧《推拿》，在剧中饰演王海。8月，参演吴健、赵志瑶主演的抗战剧《花女的抗战》，饰演肖魁。

2013年3月，李艺科参演导演胡玫执导，邵汶、李依晓主演的大型革命题材剧《大江东去》，饰演邵大龙。2014年1月，李艺科参演康洪雷执导，孙红雷、海清、孙茜主演的战争题材剧《二炮手》，饰演日本军人长泽；10月，四度合作康洪雷，在孙洪涛、孙茜主演的年代剧《吉鸿昌》中饰演王淮义。