Levi van Kempen doet op 11-jarige leeftijd zijn allereerste auditie bij het populaire VARA kinderkoor Kinderen voor Kinderen. Niet lang daarna maakt Levi zijn debuut op de nationale televisie met het liedje “De Weg Naar School”.
Een jaar later speelt hij de rol van jonge kroonprins Rudolf in de musical Elisabeth. Hierna volgen er hoofdrollen in de musicals Robin Hood en Alleen Op De Wereld.
In 2005 krijgt hij een aandeel in de film Allerzielen, een film ter nagedachtenis van de Nederlandse filmmaker Theo van Gogh. Deze film wordt geselecteerd voor het Toronto International Filmfestival. In datzelfde jaar krijgt hij een vaste rol in de tv-serie Onderweg Naar Morgen (ONM). Hiernaast speelt hij in 2006 een gastrol in de televisieserie Gooische Vrouwen en in 2007 keert hij terug op de planken met de rol van Danny Zuko in de musical Grease.
In 2010 bereikt hij zijn doorbraak als acteur op het witte doek. In dit jaar is Mega Mindy en het Zwarte Kristal in de bioscopen te zien en neemt hij de bioscoopfilm Penny’s Shadow op. Beide films vallen in de prijzen.
Als host is Levi ook actief. Sinds 2009 is hij op National Geographic Channel te zien als presentator van het programma Green Dream District. Hier zet hij zich in voor een duurzame toekomst. In 2010 wordt hij het gezicht van de populaire kinderzender Disney XD. Hij presenteert hier verschillende programma’s waaronder Disney XD Masterclass, Jonge Leeuwen en de Phineas and Ferb Kettingreactie.
Levi doet sinds 2005 al een hoop stemmenwerk. Sinds 2010 is hij de vaste stem voor alle commercials van Vodafone. Verder verleent hij zijn geluid aan veel personages in series en films.
Een van de meest bijzondere films die hij gedaan heeft is De Avonturen van Kuifje, Het Geheim van de Eenhoorn en Rapunzel. In deze echte Disney Klassieker spreekt Levi de rol van de arrogante dief en love interest van Rapunzel, Flynn Rider. In 2011 heeft Van Kempen de eer om de rol van Kuifje in te mogen spreken in de gelijknamige Steven Spielberg film.
In 2018 speelde hij in de rol van discipel in The Passion. Daarnaast was hij in 2018 de vaste vervanger voor Jim Bakkum als Hero in de musical All Stars.