No dia 3 de maio de 2010, Lee se alistou no Exército da Coreia do Sul para servir seu serviço militar obrigatório. Primeiramente, ele se submeteu a cinco semanas de treinamento básico no campo de treinamento militar de Nonsan e mais tarde foi convocado para o serviço ativo. Ele inicialmente solicitou um adiamento pois ele estava no meio das gravações de "Grand Prix" com a atriz Kim Tae-hee e estava escalado para estrelar no drama televisivo "Faith". Ele também foi escolhido para representar a Coréia como embaixador da boa vontade no Expo 2010. Entretanto, a Administração de Força Militar negou e enviou um aviso final para o alistamento, levando ele a adiar ambos projetos. Serviu no departamento de relações públicas do Ministério de Defesa Nacional.