在许多人眼里，纤弱的李沁给人的感觉是：心有傲气，身有傲骨。即使这位内地影视女演员已经入行十几年，但依然是一副不随波逐流，不慌张前行的模样。其实这也不难理解，因为她自幼学昆曲出身，传统昆曲教会了她沉静、内敛，也赋予了她独特的韵味和气质。在这十年间，李沁专注磨砺演技，拍摄出了不少脍炙人口的影视作品。
最早知道李沁这个名字是来源于《新版红楼梦》。李沁在其中饰演的是年少时的薛宝钗，作为一个新人来说，李沁的起点是非常高的。而她也没有辜负这个来之不易的机会，她饰演的小薛宝钗是一个聪明机敏的大家闺秀，眉眼间却带着一股少女的灵气和娇俏。丑丑的铜钱头也没有拉低她的颜值，反而更突出了少女沉稳、安静，多了几分“山中高士晶莹雪”的气质，可以说她就是众人心目中年少的薛宝钗应有的样子，而她的出色演绎也为她拿下了最佳新人奖。
在《红楼梦》播出之后，清丽的外表和富有灵性的演技让她收到了很多导演的关注，也为她赢得了很多拍摄机会。此后数年，她接拍了一部又一部戏，扮演的角色也都区别极大，《建党伟业》中的心怀家国的杨开慧、《守望的天空》中的坚韧乐观葡萄、《璀璨人生》中的可爱坚强的余非、《千金归来》中的睿智勇敢沈长清。那几年的她，就像一颗在江河中的静谧的石子，虽然拿下了许多奖项，却没有激起多少浪花。
直到2015年，她接到了《白鹿原》，才终于让人看到了这个浑身都是演技的宝藏女孩。李沁饰演的田小娥是那个时代的悲剧，她年轻貌美，却只能委身给地主作妾。但她同样有反叛精神，不曲从命运的安排，选择了自己的爱情，但是她的选择也让她被时代所蹂躏，沉沦在无法抗争的黑暗中。李沁的表演是十分有张力的，最初的她对着镜头微微一笑，有一种充满信任的纯真感，而结局的她倒在血泊中，眼里充满着绝望和不甘，满是对这个世界的怨愤，她演出了田小娥生动的生命之下潜藏的悲哀，演活了这个被时代所践踏的人物。也让李沁这个名字在很多观众心中留下了不可磨灭的印象。
真正让她开始红遍大江南北的，应该是《楚乔传》里的元淳一角。她演的公主前期是精灵古怪的纯真少女，后期因人生苦痛，激发出人性最阴暗面。这对于演员的挑战性是非常大的，而她也不负众望，完美驾驭住了这个角色。早期的她，一脸天真烂漫，有着少女特有的娇憨，对亲人满怀依恋，对心上人娇羞纯情。而当经历了国仇家恨之后，身体被辱的苦难之后，她眼里的懵懂转变成了恨，透过屏幕，都能感受到她的悲愤，她的仇怨，嗔恨、不甘与凄楚。
之后，她被邀请参演《如懿传》，饰演性格刚烈的部落美女寒香见。李沁一出场就惊艳了众人，一袭白衣神圣不可侵犯，眼神清冷孤傲，站在那里就仿佛一株散发着冷香的寒梅，让人心动不已。作为后宫妃嫔中的一员，她的性格是极为特殊的，对君王不屑一顾，刚烈直率，是一个爱恨分明的女子。李沁可以说是精准把握住了这个角色的情感变化，一开始激烈反抗，到之后的沉默应对，但始终是对爱情难得的执着、坚持、绝不妥协。李沁赋予了这个角色灵魂，让寒香见成了荧幕前观众心头上的那颗朱砂。
李沁曾说，她喜欢寒香见这个角色，因为她很有个性，在宫廷那样复杂的地方也难得地保持自己的真实，心中始终有片净土。而李沁一直也是如此，从心出发，不因为外界的因素干扰自己的选择。十余年来，从不靠绯闻炒作，而是在演员的这条道路上一直不断地努力进步，不断地突破自己，我们也有足够的理由相信，这个坚持做自己的90后演员李沁，未来一定会绽放出更加瞩目的光彩！
2010年，其主演的古装剧《红楼梦》正式播出，李沁则凭借对少年薛宝钗的演绎获得了南方影视盛典金南方年度最受媒体关注奖和金南方年度最佳新人奖；此后，又与众多艺人共同出演了中国共产党建党90周年献礼片《建党伟业》，并在片中饰演了中国妇女解放运动的倡导者和实践者之一的杨开慧，而她也凭借此角色获得了第31届大众电影百花奖最佳新人奖提名；同年，李沁还与谷智鑫搭档主演了另一部建党献礼剧《中国1921》，并在剧中再度饰演了杨开慧，该剧播出后则获得了第26届中国电视金鹰奖最佳电视剧奖；此外，她还参演了古装动作喜剧片《神奇侠侣》。
2011年，李沁主演了革命动作悬疑片《落难神偷》，其在片中饰演了机智勇敢的地下工作者李曼真；10月，主演的革命历史剧《将军日记》在央视一套播出；随后；她还与林雨申、杨洋、张嘉倪联袂主演了根据九夜茴同名小说改编的都市青春言情剧《花开半夏》，并在剧中饰演了性格坚强，却命运坎坷的女主角夏如画。
2012年，李沁与林雨申搭档主演的现代家庭情感剧《守望的天空》播出，她在剧中饰演了坚韧不拔且积极乐观的女主角葡萄，而该剧在播出后则获得了第9届中美电影节优秀中国电视剧金天使奖；随后，其客串出演的美食爱情喜剧片《饮食男女2012》在全国公映；同年，李沁还与鲁敏宇、叶项明、弦子等人合作主演了中韩合拍的时尚偶像喜剧《有效期限爱上你》；10月22日，成立上海李沁影视文化工作室，并开始独立发展；此外，她还出演了家庭情感轻喜剧《保卫孙子》。
2013年，李沁与何润东、阚清子、张勋杰联袂主演了都市情感励志剧《璀璨人生》，并在剧中饰演了可爱温柔，又善良坚强的向日葵女孩余非，而该剧在播出后则取得了全国同时段电视剧收视第一的成绩；随后，又与李易峰、李威、赵文瑄等人合作主演了都市女性复仇剧《千金归来》，她在剧中饰演的是性格单纯，却充满勇气和智慧的豪门千金沈长清；同年，李沁还在与明道、胡兵、白歆惠共同主演的浪漫爱情偶像剧《如果我爱你》中饰演了虽出身名门却怀抱着演员梦想的女主角安宁；此外，她还出演了运动励志爱情片《神奇》。
2014年，李沁先是与金世佳搭档主演了古装偶像轻喜剧《极品新娘》，剧中李沁饰演了活泼开朗，古灵精怪的美丽女子唐豆豆；随后，又与韩栋搭档主演了现代情感励志剧《情满雪阳花》，并在剧中饰演了虽然家道中落，却依然乐观努力的落难公主叶明珠；同年，李沁还在与吴卓羲搭档主演的都市励志偶像剧《幸福归来》中饰演了因幼年被调换而沦落为渔民之女的富家千金鱼幼薇；此外，她还与李威、姚笛、黄觉等人共同主演了现代都市爱情剧《从爱情到幸福》；年底，李沁还凭借在多部剧集中的表现获得了国剧盛典最具潜力女演员奖。
2015年，李沁主演了青春爱情片《致青春·原来你还在这里》，并在片中饰演了与男主角程铮青梅竹马，且对其一往情深的美丽女孩孟雪；同年，她还与众多艺人共同出演了根据同名小说改编的年代恩怨剧《白鹿原》，而其在剧中则饰演了妩媚风情却又一生坎坷悲情的田小娥。
2016年，李沁与angelababy、井柏然等人合作主演了都市奇幻爱情片《微微一笑很倾城》，并在片中饰演了清纯可人的校园第一美女孟逸然；2月，开始参加江苏卫视恋爱真人秀节目《我们相爱吧》；与此同时，她还在与张嘉益、林雨申、刘奕君等人联袂主演的现代热血警匪剧《卧底归来》中饰演了小巧玲珑，楚楚动人的贩毒集团老大之女糖果；3月，李沁与张艺兴、郑秀晶共同出演了时尚爱情喜剧片《闭嘴！爱吧》；随后，她还与赵丽颖、林更新、窦骁联袂主演了古装热血传奇剧《楚乔传》，并在剧中饰演了本性善良，却为爱执着的元淳公主；同年，李沁还出演了古装宫斗剧《如懿传》，其在剧中饰演的则是貌美体香，清冷刚烈的容妃寒香见。
2017年3月，李沁参加了竞技真人秀节目《奔跑吧第一季》，并与“奔跑团”和其她几位嘉宾在风景美如画的云南大理上演了一场“男女对抗赛”；7月28日，其与众多艺人共同出演的建军九十周年献礼片《建军大业》上映，而她在片中则再一次饰演了杨开慧；9月，李沁还首次入选福布斯中国名人榜，排名是第100位；12月31日，她还参加了中央电视台跨年晚会，并登台演唱了歌曲《最好的未来》 。
2018年，李沁主演了曹保平执导的现代悬疑片《她杀》；8月，她还入选了福布斯中国“30位30岁以下精英”榜（娱乐领域） ；9月3日，其主演的古装玄幻动作剧《斗破苍穹》播出 。
2019年2月，李沁参加了中央电视台元宵晚会，并与罗云熙、张彬彬、魏允熙共同演唱了歌曲《团圆年》；9月13日，主演的青春仙侠动作片《诛仙Ⅰ》上映，其饰演的角色为刚柔并济，实力不凡的女主人公陆雪琪；随后，与众多艺人主演的现代灾难片《中国机长》在全国上映，李沁在片中饰演了在受伤后仍坚守岗位的五号位乘务员周雅文，而她也凭借该片获得了第三届“金色银幕奖”最佳女配角奖；年底，其与张若昀、陈道明、吴刚等人联袂主演的古装科幻权谋剧《庆余年》播出，她在剧中饰演的是纯洁美丽、活泼灵动的晨郡主林婉儿 。
2020年1月24日，李沁在央视春节联欢晚会上与朱一龙、周冬雨、李现、马思纯共同表演了歌舞《你好2020》；6月25日，参加央视端午晚会《端午道安康》，并与井柏然合唱了歌曲《春暖花开》；7月1日，李沁领衔主演的古装励志爱情剧《锦绣南歌》播出，其在剧中饰演的女主角沈骊歌，既是武功超群，杀伐决绝的江湖侠女，亦是正义善良、智勇双全的将门嫡女；8月27日，以排名第72位的成绩再次入选福布斯中国名人榜；9月29日，主演的抗疫题材时代报告剧《在一起》之《我叫大连》播出；国庆期间，她还在《“中国梦·祖国颂”——2020国庆特别节目》中与张天爱、Angelababy共同演唱了歌曲《但愿人长久》；并参加了《江山如画国庆音乐会》；10月18日，开始担任中国视协新文艺组织和新文艺群体工作委员会委员；10月20日，李沁还获得了中国电视好演员奖网剧组优秀演员奖；11月19日，主演的古装传奇剧《狼殿下》播出，而她在剧中则饰演了生性洒脱，英姿飒爽的女主角马摘星；年末，除了在公映的喜剧片《温暖的抱抱》中饰演了性格率真的宋温暖；李沁还参加了《2021迎冬奥相约北京BRTV环球跨年冰雪盛典》。
2021年，李沁先是在北京电视台春节联欢晚会上参与表演了歌舞节目《少年》、《相约北京》；2月12日，再次参加中央广播电视总台春节联欢晚会，并与杨幂、刘烨共同演唱了歌曲《燃烧的雪花》；2月26日，参加《2021年中央广播电视总台元宵晚会》，与金晨、刘浩存等演唱歌曲《出发吧，春天》；5月4日，参演的《奋斗正青春——2021年五四青年节特别节目》播出；6月1日，主演的现代军旅剧《爱上特种兵》播出，其在剧中饰演的是温柔独立、敢爱敢恨的心外科军医夏初；6月23日，与窦骁搭档主演的都市情感剧《海上繁花》播出，她在剧中饰演了性格单纯善良的杜晓苏；7月9日，参演的电影《中国医生》上映；8月24日，确定在爱奇艺自制综艺《机智的恋爱》中担任恋爱侦察员；9月8日，确定与任嘉伦搭档主演民国奇幻剧《请君》，其在剧中饰演了胆大豪横的清泉寨少寨主于登登；参加综艺《奔跑吧 第五季》。
2022年2月1日，李沁连续第二年参加了北京广播电视台春节联欢晚会，并与许魏洲等人共同表演了歌舞《恭喜发财》；2月2日，参演的“百花迎春——中国文学艺术界春节大联欢”播出，她在晚会上则演唱了歌曲《人民江山》；2月7日，确定主演青春励志情感剧《梦中的那片海》，其在剧中的角色是热烈追寻医生梦想的北京女孩佟晓梅；5月4日，参加央视《奋斗的青春——2022年五四青年节特别节目》。