2016年李东辉再度参演了两部喜剧《明星伙伴》和《幸运钥匙》，在和众多实力派演员的合作中，李东辉的演技也丝毫不落下风，终于在2017年，凭借出色的喜剧天赋，由他三人男主角的喜剧电影《兄弟》跟观众见面。
电影《兄弟》由李东辉和马东锡主演，讲述了时隔三年因父亲去世而回故乡的兄弟，遇到穿越到人世的女子后发生的搞笑喜剧，影片中马东锡饰演卖掉家谱的无用哥哥，李东辉饰演出卖家业的废物弟弟。
担任主角的李东辉完全发挥了自己的搞笑功力，在剧中为了跟哥哥争夺家产，用尽了各种手段，兄弟二人之间的斗智斗勇，让人忍俊不禁，与马东锡一胖一瘦的兄弟组合，更是自带搞笑属性，是一部很不错的喜剧电影。
2019年，演员李东辉迎来了自己的事业巅峰期，由他主演的电影《极限职业》，在韩国本土观众超过1600万，位列韩国影史第二，在票房成绩上，更是登顶韩国影史票房冠军。
在电影《极限职业》中，李东辉饰演的是5位落魄警察中的一位，为了能够翻身，五人决定破一个大案，于是为了监控毒贩，就盘下了整个炸鸡店，但炸鸡店意外走红，副业大过了主业，可正是因为炸鸡店的走红，意外破获了一起惊天大案。
