
Eunhyuk mulai mendapatkan perhatian sebagai penari utama Super Junior dan kemudian mulai melakukan kegiatan solo sebagai pembawa acara radio melalui acara Super Junior's Kiss the Radio (2006-2011). Melalui televisi, Eunhyuk juga menjadi anggota tetap dalam acara varietas populer seperti Star King (2009-2011), Let's Go Dream Team 2 (2009-2011), dan Strong Heart (2009-2013). Setelah promosi lagu "Devil" Super Junior, ia menjalani wajib militer antara tahun 2015 dan 2017. Setelah kembali bekerja, ia fokus pada peran yang lebih menonjol, menjadi sutradara konser untuk berbagai artis, dan menjadi mentor tari dan sutradara pertunjukan di acara Under Nineteen (2018-2019), serta menjadi pembawa acara utama dalam acara idol yang sudah lama berjalan, Weekly Idol (2020-2023).
Eunhyuk lahir di Neunggok, Goyang, Gyeonggi, Korea Selatan. Ia memiliki seorang kakak perempuan bernama Lee So-ra. Dibesarkan dalam keluarga yang mengalami kesulitan keuangan, Eunhyuk tertarik pada pertunjukan jalanan sejak kecil. Terinspirasi oleh Jang Woo-hyuk dari H.O.T, Michael Jackson, dan penyanyi-penari Yoo Seung-jun, Eunhyuk melatih dirinya sendiri sejak usia muda. Di sekolah dasar, ia membentuk kelompok tari bernama 'SRD', yang merupakan singkatan dari Song Rap and Dance. Kelompok ini terdiri dari Eunhyuk dan teman-teman masa kecilnya, Kim Junsu, Hwang Tae Jun, dan Choi Min Seok. Popularitas kelompok ini berkembang di kampung halaman mereka; dan ketika SRD muncul di surat kabar lokal, Eunhyuk membulatkan tekadnya untuk menjadi penyanyi/pementas.
Pada tahun 1999, bersama dengan Junsu, ia mengikuti audisi SM Entertainment melalui Starlight Casting System pada usia 13 tahun. Namun, ia gagal dalam audisi tersebut pada tahun 1999 dan mencoba lagi pada tahun berikutnya dan berhasil masuk sebagai seorang trainee. Ia mulai berlatih menyanyi, menari, berakting, dan mengikuti kursus bahasa Mandarin yang singkat. Ia juga mendapatkan tawaran wawancara dari sebuah agensi model terkemuka di Seoul, namun menolak karena masalah kontrak.
Di tengah kehidupan sebagai trainee pada tahun 2000, ia mencapai kelas tari master SM dan memenangkan kompetisi tari di seluruh kota Goyang pada tahun 2000. Pada tahun 2002, Eunhyuk, Kim Junsu, dan seorang trainee lainnya bernama Sungmin ditempatkan dalam sebuah grup proyek R&B. Setahun kemudian, grup tersebut bersama dengan tiga anggota TRAX yang akan datang (Jay Kim, No Minwoo, Kang Jungwoo) tampil singkat dalam acara yang disebut Heejun vs. Kangta, Battle of the Century: Pop vs. Rock, di mana Moon Hee-joon dan Kangta mengajarkan mereka teknik bernyanyi yang berbeda. Pada tahun 2003, trio tersebut bubar ketika Junsu debut sebagai anggota TVXQ. Eunhyuk dan Sungmin kemudian ditempatkan dalam grup proyek lain dengan sepuluh trainee pria lainnya, Super Junior 05, yang merupakan generasi pertama dari boyband rotasi Super Junior.
Eunhyuk resmi debut sebagai bagian dari grup proyek Super Junior 05 yang terdiri dari 12 anggota pada tanggal 6 November 2005 di acara musik SBS, Popular Songs, di mana grup ini tampil dengan lagu pertama mereka, "Twins (Knock Out)". Album debut mereka, SuperJunior05 (Twins), dirilis sebulan kemudian pada tanggal 5 Desember 2005 dan debut di posisi #3 di tangga album K-pop bulanan MIAK. Pada Maret 2006, SM Entertainment mulai merekrut anggota baru untuk generasi Super Junior berikutnya. Namun, rencana tersebut berubah dan perusahaan tersebut menghentikan pembentukan generasi Super Junior di masa depan. Setelah penambahan anggota ketiga belas, Kyuhyun, grup ini menghilangkan sufiks "05" dan secara resmi dikreditkan sebagai Super Junior. Singel CD pertama grup yang telah dipoles ulang, "U", dirilis pada tanggal 7 Juni 2006, yang menjadi singel mereka yang paling sukses hingga rilisnya "Sorry, Sorry" pada Maret 2009. Melalui album resmi pertama mereka, Eunhyuk dan Super Junior mendapatkan popularitas yang besar dan menjadi salah satu grup paling sukses di industri hiburan Korea.