2011年4月，李溪芮以歌手身份推出个人首张音乐EP《光热》而步入乐坛。8月，参加cctv4《中华情》栏目录制，并演唱个人歌曲《你唱过的歌》，随后赴台湾进行EP宣传，参加《国光帮帮忙》《综艺大哥大》等综艺节目录制。9月，她首次参演的都市偶像剧《爱情睡醒了》在安徽卫视播出，并出演中韩共同投拍的大型情景喜剧《野蛮女友外传》，在剧中饰演凌萱一角。10月23日，参加第20届金鸡百花电影节开幕式，演唱《爱传千万家》。同年，她为古装电视剧《新萍踪侠影》和《七侠五义》献唱插曲。

2012年1月，参与录制安徽卫视春晚，演唱歌曲《人在旅途》。8月，受邀参加亚洲娱乐盛典，并与男演员孙坚合唱《对你爱不完》。

2014年1月31日，参与录制北京卫视春晚。3月17日，其参演的由张哲书执导现代都市家庭情感电视剧《妻子的秘密》在湖南卫视播出，在剧中她饰演行侠仗义，智勇双全的“女汉子”黄蓉。5月12日，由她出演的青春励志剧《青春无极限》在cctv8播出。7月21日，由杨幂、周笔畅、余文乐领衔主演，其与肖雨雨、张云龙等共同出演的青春时尚偶像剧《微时代》开播，在剧中她饰演热情、大方、直爽，对朋友仗义对爱情执着的康薇薇一角。8月，其接拍都市情感剧《你是我的姐妹》，在剧中饰演敢爱敢恨的“白富美”杨佳。同年，她还接拍民国偶像剧《活色生香》，饰演宁家二小姐宁佩珊，同时在《活色生香》播出期间，李溪芮随剧组主创参加《快乐大本营》节目。12月，参演电视剧《乱世枭雄之爱无痕》，饰演”陈婉儿“一角。12月12日，荣获2015年中国时尚权力榜“年度演艺圈新锐势力奖”。

2015年3月，参演由刘恺威、张佳宁领衔主演的电视剧《蜂鸟》，饰演顾家千金顾曼婷并客串由杨幂、鹿晗领衔主演的电影《我是证人》，饰演师妹学警；同年6月，参演由杨幂、黄轩领衔主演的电视剧《翻译官》，饰演演艺界新人吴嘉怡。6月11日，凭借网络剧《微时代》获得2014年中国网络剧最具潜力新人奖 。7月9日，网络剧《纳妾记》播出，在剧中饰演秦芷若。

2016年3月5日，搭档陈赫、金晨主演喜剧电视剧《极品家丁》，在剧中饰演了一个颜值与武力并存、傲娇与呆萌兼具、气魄与饭量等比的奇女子肖青璇。

2017年1月，搭档盛一伦，迪丽热巴主演的职场减压剧《漂亮的李慧珍》播出，在剧中饰演李慧珍的闺蜜夏乔。2月，出演中国首部滑雪悬疑偶像题材电视剧《东山晴后雪》担纲女一号，饰演“多重人格少女”赵晓晴一角，将一人三面挑战多重人格。6月，出演根据叶非夜作品《国民老公带回家》改编的网台联动青春虐恋偶像剧《国民老公》，担当女一号饰演乔安好。9月，出演改编自顾西爵的同名小说《我站在桥上看风景》的电视剧饰演女主角萧水光，演绎一位外表孤冷的剑道高手。

2018年4月，出演军旅剧《蓝盔特战队》。2019年1月1日，获得国剧盛典媒体推荐演员奖。