2007年,李沁在昆曲《牡丹亭·游园》中的表演被李少红导演看中,2008年,被邀请饰演电视剧新版《红楼梦》中的中少年薛宝钗一角,[3]并凭借该角色获得2010年度南方影视盛典金南方年度最佳新人奖,正式进入娱乐圈[4][5][6][7]。2010年,李沁在电影《建党伟业》中饰演杨开慧,凭借该角色获得第31届大众电影百花奖最佳新人奖提名奖[8][9]。2012年3月14日,李沁参演的电视剧《守望的天空》播出,剧中饰演葡萄;[10]2013年,该剧获得了中美电影节优秀中国电视剧金天使奖;其主演的都市剧《璀璨人生》则拿下了全国同时段电视剧收视冠军,进一步打开了知名度。[11][12] 2013年,李沁先后主演了《千金归来》《花开半夏》等多部影视剧[13][14],在电视剧《千金归来》中,李沁饰演复仇千金沈长青,其相关话题“千金复仇”成为热门话题。截止到该剧收官,该剧的网络播放量突破7亿,为李沁再次提升了热度[15][16][13]。2014年,凭借电视剧《花开半夏》、《千金归来》获得国剧盛典最具潜力女演员奖[11][17]。时隔三年,李沁颠覆其以往清纯的形象出演电视剧《白鹿原》中敢爱敢恨的田小娥[18][19],并凭借该角色获得第24届上海电视节白玉兰奖电视连续剧最佳女配角提名奖[20][21]。同年,凭借在电视剧《楚乔传》中对公主元淳一角的塑造,李沁获得了2017网易年度态度大赏年度有态度最受关注演员奖[22][23][24]。 2018年到2022年间,李沁继续拓展其演艺事业,先后在电影《建军大业》和《中国机长》中塑造了杨开慧和乘务员周雅文两个角色,并凭借这两个角色分别获得了第34届大众电影百花奖最佳女主角提名奖和第32届东京国际电影节金鹤奖最佳女配角奖[25][26][27][28][29]。2020年,李沁主演的喜剧片《温暖的抱抱》票房突破八亿人民币。[30]其中,2021年,李沁主演的《锦绣南歌》成为获得国际艾美奖最佳电视连续剧奖的首部中国剧集。[31][2]