1986年，李小璐和朱时茂合作了《我只流三次泪》，并相继在《孔子》、《小岛》、等十几部影视中出镜。
1998年，17岁的李小璐凭借和陈冲合作的《天浴》一片获得金马奖最佳女主角奖。1999年，她又因在该片中的出色演出获得法国水城首届亚洲电影节最佳女演员奖。
2000年，李小璐在《都是天使惹的祸》中扮演俏皮的小护士，与任泉扮演的酷医生上演了一段段调皮传奇。2001年，李小璐出演的以爱情为主旋律的现代青春偶像剧《天空下的缘分》播出。2002年2月，电视剧《少年张三丰》首播，李小璐在剧中饰演角色明道红。2003年11月，李小璐出演的《大江东去》播出。2004年2月，李小璐出演的《十三格格》和古装武侠连续剧《绝世双骄》播出。
2005年3月，李小璐出演的《赤子乘龙》播出，她在剧中饰演“龙公主”。4月，李小璐出演的《爱比恨多一点》播出，李小璐在剧中出演一位活泼可爱、善良重情而又身世离奇的年轻女孩婴子。5月，她发行自己的首张专辑《我的淘气天使》。11月，李小璐出演的《风吹云动星不动》播出，饰演为爱痴狂的胡德林。12月，李小璐出演的武侠片《八大豪侠》播出。
2006年11月，李小璐出演的《刻骨铭心的爱》播出，李小璐扮演一位扮演被荆浩暗恋的未婚妈妈。
2007年6月，李小璐出演的《奋斗》和《来电奇缘》播出。8月，李小璐出演的《天堂口》上映，她在影片中饰演感情单一，痴情的妓女素珍。10月，李小璐与好莱坞科幻电影《异能》剧组签约，与保罗·麦库甘、达科塔·法宁合作，饰演可以读取别人脑中思维的超能力女子。
2008年6月22日，李小璐出席第11届上海国际电影节，并为其拍摄写真。12月，她发行了自己的首张EP《东方美》。
2009年4月，李小璐出演由香港导演张坚庭执导的爱情喜剧片《七天爱上你》。7月，李小璐出演的《夜店》上映。12月，她签约北大星光。
2011年7月，李小璐出演的家庭生活戏《当婆婆遇上妈》播出。10月，李小璐出演的古装宫斗剧《唐宫美人天下》播出。
2012年4月，李小璐出演的家庭情感电影剧《AA制生活》播出。5月，李小璐出演的《金太狼的幸福生活》播出。2013年12月19日，李小璐出演的《私人定制》上映。
2014年5月7日，李小璐与贾乃亮联袂出演的《产科男医生》登陆东方卫视，江苏卫视，深圳卫视晚间黄金时段首播。
2015年，李小璐参演袁英明执导的《重生丽人》，在剧中饰演一个被富豪老爸下放到基层、自力更生的富二代。
