顶夸克偶素的研究。利用ATLAS实验收集到的LHC二期数据发现顶夸克偶素（8倍标准偏差），成果发表在国际物理学知名综述期刊Reports on Progress in Physics（影响因子20.9）。顶夸克偶素的尺寸约为0.01飞米（10^-17米），是目前发现的最小的束缚态。顶夸克是人类目前发现的最重的夸克，质量约为184个氢原子核的质量，寿命约为10^-25秒。之前粒子物理的教科书普遍认为由于其寿命太短而不能形成束缚态，该发现颠覆了之前学界的普遍看法，是30年以来顶夸克物理中最重要的成果之一。代表ATLAS合作组在国际会议EPS-HEP2025上首次报告了该成果。受邀在中国LHC物理会议（CLHCP2025）上作大会报告介绍该成果。该成果被评为欧洲核子研究中心（CERN）2025年度科研亮点。

希格斯粒子和缪子的耦合测量。在ATLAS实验上发现希格斯粒子衰变到双缪子的证据（3.4倍标准偏差），文章发表在物理学权威期刊《物理评论快报》Phys. Rev. Lett. 135, 231802 （2025）上发表。该论文以“编辑推荐”形式发表，同时被美国物理学会旗下《物理》杂志以“Deciphering the Origin of Quark and Lepton Mass”为题作为研究亮点专门报道。李海峰是该分析的发起者之一（2012年），构建了主要的分析方法，曾担任分析的负责人，代表ATLAS合作组在高能物理顶级国际会议（ICHEP2018）上报告希格斯粒子和缪子耦合的测量结果。2025年获批国家自然科学基金委面向全球的科学研究基金重点项目，经费250万元。

参与ATLAS实验对希格斯粒子性质的联合测量，把双缪子衰变到加入到联合分析中，文章发表在《自然》杂志Nature 607 52-59, (2022)。

在希格斯粒子发现时期（2011-2012年）作为希格斯粒子到双W玻色子道的主要分析者，直接贡献希格斯粒子的发现，文章发表在Phys. Lett. B716 (2012) 1-29，引用17029次（INSPIRE）。

参加西藏阿里原初引力波实验。从事数据分析和室温读出系统的研制，是科技部重点研发课题负责人（获批经费304万元）。阿里原初引力波实验是中国第一个宇宙微波背景辐射实验，用于对早期宇宙演化的研究。

ATLAS合作组理事会（Collaboration Board）理事。

ATLAS合作组喷注光子组负责人（2023-2025）。

山东省天文学会理事。

“TeV物理前沿专题研讨会”组委会联席主席。

2025年度基础物理学突破奖。与LHC的四个实验（ATLAS、CMS、LHCb、ALICE）的同事一起获得2025年度基础物理突破奖。获奖原因：“For detailed measurements of Higgs boson properties confirming the symmetry-breaking mechanism of mass generation, the discovery of new strongly interacting particles, the study of rare processes and matter-antimatter asymmetry, and the exploration of nature at the shortest distances and most extreme conditions at CERN’s Large Hadron Collider”。

2013年度欧洲物理学会奖。获奖原因：“The 2013 High Energy and Particle Physics Prize for an outstanding contribution to High Energy Physics is awarded to the ATLAS and CMS collaborations for the discovery of a Higgs boson, as predicted by the Brout-Englert-Higgs mechanism”。