2008年，18岁的李沁被李少红导演的《新红楼梦》摄制组海选选中，在其中出演少年薛宝钗，获得国内观众的一致认可。2010-2011年，李沁分别在导演《建党伟业》和古天乐、吴辰君主演的《神奇侠侣》中饰演杨开慧和蓝凤凰。
2013年拍摄的《璀璨人生》(主演：何润东、阚清子)、《花开半夏》(主演：林申、李沁、杨洋、张嘉倪)、《千金归来》(主演：李易峰、李沁、李威、赵文瑄)三部电视剧是李沁的代表作，也是李沁主演的电视剧中最红的三部。
2014年，李沁和明道主演的电视剧《如果我爱你》(饰演与明道饰演的许世杰相爱的安宁)再次上了国内各大卫视的热播榜首。同年李沁参与的电影《神奇》(小角色)上映，李沁在2014年更加红火。
紧接着，年轻偶像电视剧《情满雪阳花》，本剧集合了韩栋、李沁、王雨等一批80、90后新生代年轻演员，摄制组介绍本剧将打造一部类似于韩国“继承者们”的深受年轻人喜欢看的时装剧。
2007年冬天，17岁的李沁第一次懵懂地跑来北京试装。那之前，新版《红楼梦》的副导演去李沁就读的上海戏曲学校拍了很多人。副导演让李沁当场表演了一段昆曲《牡丹亭》并录了视频，李少红导演看完果断地说，见一下这人。
试装那天叶锦添老师让李沁简单披了衣服试了片子头，看她扮上后合不合适。"那时候我特别清瘦，没发育好的那种清汤寡水，又特别安静、不爱说话。导演说：特别乖的感觉，就薛宝钗吧。"李沁身上的独特气质令她轻松过关，按李沁的话说"很顺利，挺震惊的!"。
