2017年3月9日，出演韩国Mnet音乐节目《M! Countdown》，首次以韩国Cube娱乐公司练习生身份公开亮相 ;4月7日起，赖冠霖出演Mnet音乐选秀节目《PRODUCE 101 第二季》，并最终在该节目中获得第七名的成绩，成功获得出道资格 ;8月3日，随组合出演的首部团体综艺节目《Wanna One Go》开播 ;7日，随组合发行首张迷你专辑《1X1=1(TO BE ONE)》，该专辑共收录了包括主打曲《Energetic》在内的7首歌曲 ;同日，随组合在首尔高尺巨蛋举行“Wanna One Premier Show-Con”出道Showcase Concert，正式出道 ;16日，随组合出演MBC音乐节目《Show Champion》，并凭借首张迷你专辑主打曲《Energetic》获得出道之后的首个一位 ;9月20日，随组合在第一届SORIBADA最佳音乐大奖颁奖典礼中获得了“新韩流Rising Hot Star”赏;10月31日，随组合在2017 BUSAN ONE ASIA FESTIVAL中获得了Rising Star奖;11月5日，出演了全昭妍出道曲《Jelly》的MV，赖冠霖在MV中饰演了一位便利店店员 ;

　　13日，随组合发行第一张迷你专辑改版专辑《1-1=0 (NOTHING WITHOUT YOU)》，该专辑共收录了11首歌曲 ;15日，随组合参加了2017ASIA Artist Awards ，并获得“三星pay赏”和新人奖歌手部门“两个奖项; 同年，赖冠霖随组合在2017Mnet亚洲音乐大奖中获得了“Best Of Next”、“男子新人奖”、“最佳男子组合”三个奖项 ;12月2日，随组合参加了2017 Melon music awards，获得”新人奖“和”Kakao Hot Star“两个奖项，并且获得最佳歌曲TOP 10;23日、29日，赖冠霖义气助阵爱奇艺选秀节目《偶像练习生》，为曾经一起练习的练习生余明君、李希侃一分钟自我介绍录制应援视频 。

　　2018年1月10日，随组合出席第32届金唱片大赏颁奖典礼，并获得新人奖 ;23日，随组合组合WANNA ONE出席了韩国EDAILY文化大奖，并获得最佳盛典奖 ;25日，随组合在第27届首尔歌谣大赏获得本赏与新人奖两个奖项;26日，受邀出席了某品牌位于中国香港的宣传活动 ;3月19日，随组合发行第二张迷你专辑第二张迷你专辑《0+1=1(I PROMISE YOU)》 ;6月4日，随组合发行特别专辑《1÷x=1 (Undivided)》 ;11月19日，随组合发行首张正规专辑《1¹¹=1 (POWER OF DESTINY)》，该专辑收录了主打歌《春风》以及《火花游戏》等11首歌曲 ;12月31日，与经纪公司SWING Entertainment的合约结束 ，随后宣布签约中国经纪公司好好榜样，并首次亮相中国北京，官宣为著名IP改编剧《初恋那件小事》男主 。2019年1月24日至27日，随组合在韩国首尔高尺天空巨蛋举行告别演唱会《2019 Wanna One Concert》，随后，WANNA ONE组合正式解散 。

　　2019年2月1日，主演的电视剧《初恋那件小事》开机 ;2月19日，登上湖南卫视元宵喜乐会，献唱歌曲《儿时》 ;3月2日，个人国内综艺首秀《快乐大本营》播出 。3月11日，与男团PENTAGON成员郑禹奭组成小分队“WOOSEOK X KUANLIN”，并发行首张迷你专辑《9801》出道，主打歌《I'm a Star》，其中收录他的Solo单曲《Hypey》与《Good Feeling》，《Hypey》由王嘉尔参与Feat ;7月2日，其参加的腾讯视频全明星篮球竞技真人秀节目《超级企鹅联盟Super3:星斗场》首播 。