2012年，吕珍九接演电视剧《拥抱太阳的月亮》，在剧中饰演少年王世子李暄。电视剧创下了42.2%的收视率，成为2006-2015年韩国迷你剧最高收视，并跻身韩国国民电视剧的行列。吕珍九也凭借此剧获得了MBC演技大赏最佳童星奖和百想艺术大赏的“新人赏”、“人气赏”两项提名 。同年11月，吕珍九接演电视剧《想你》，在剧中饰演男主角的少年时代 。2013年，吕珍九与金允石合作，主演由张俊焕执导的电影《华颐：吞噬怪物的孩子》，饰演男主人公华颐。上映首日动员了36万名观众，成为韩国影史上19禁影片的最高首映日记录。而该片连续5天占据单日票房排行榜冠军宝座 。吕珍九也凭借此片获得韩国青龙电影奖最佳新人男演员奖、韩国影评人协会奖最佳新人男演员奖等三大新人男演员奖 。2014年，客串由姜炯哲执导的电影《老千2 - 神之手》，饰演传说老千‘阿鬼’的徒弟。 。2015年1月，主演由文在容导演执导的青春喜剧片《朝我的心脏开枪》，饰演因为母亲去世而精神分裂的李秀明 。同年9月，与薛景求搭档，主演由千成日执导的战争喜剧片《西部战线》，饰演朝鲜少年兵荣光 。2016年，某网路漫画平台称吕珍九和EXO成员边伯贤李亨民将在电影《毒鼓》中饰演男主角，然而这一消息遭到了两位艺人经纪公司的否定 。该网路漫画平台已经致歉：「我们已了解到吕珍九和伯贤目前并未进行电影《毒鼓》的相关拍摄。用之前的报导资料写新闻时没有进行事实确认。」同年3月，主演SBS电视台电视剧《大发》，饰演少年时期的英祖 。凭借此剧获得SBS演技大赏长篇电视剧部门优秀演技奖 。2017年，与李政宰搭档，主演由郑允哲执导的电影《代立军》，饰演少年光海一角。 同年5月，主演tvN电视台月火剧《Circle：相连的两个世界》，饰演大学生金宇镇。 出演SBS电视台新剧《再次相遇的世界》，6月24日正式开拍 。2019年1月7日，主演的《成为王的男人》播出，饰演李宪与河善 ；5月15日，主演的《绝对男友》播出，饰演 Zero9 ；7月，与李知恩（IU）等合作主演的爱情奇幻剧《德鲁纳酒店》（又名《月之酒店》）播出 。2021年2月19日，吕珍九主演的电视剧《怪物》开播 。
