2001年,参加SMBest青少年选拔大会获得外貌奖和整体奖继而成为SMEntertainment旗下艺人。
2004年,出演韩国KBS电视剧《海神》,饰演婷花的少年时期。
2006年,出演电影《一个百万富翁的初恋》,饰演乡村少女崔恩焕,和玄彬扮演的富家少爷展开了一段纯纯的爱情故事。同年年底,李沇熹接拍了新韩剧《ONEFINEDAY》。
2007年,出演惊悚悬疑电影《爱未知》,饰演美美。
2008年8月,出演韩国MBC月火剧《伊甸园之东》,饰演国英兰。并凭借此剧获得2008年MBC演技大赏女子新人奖。11月,出演电影《纯情漫画》,饰演韩秀英。
2011年,出演韩国SBS月火剧《天堂牧场》,饰演李多智。
2012年,李沇熹被选为了化妆品牌SK-Ⅱ的新代言人,和金喜爱、林秀晶共同代言。
2013年4月,出演电影《结婚前夜》,饰演吴素美。电影讲述的是结婚典礼一周前4对情侣展开的故事,同时特别出演了韩国MBC月火剧《九家之书》两班家的闺秀同年。12月,出演韩国MBC水木剧《韩国小姐》,饰演吴智英。
2015年2月,出演电影《朝鲜名侦探:奴隶的女儿》。4月,主演了韩国MBC古装大剧《华政》,饰演贞明公主。
2016年,出演JTBC新剧《ThePackage》,2017年播出,在剧中饰演导游尹素素。
2017年,出演SBS电视台新剧《再次重逢的世界》。
2018年,与姜虎东、李寿根共同出演综艺节目《岛剑客(第二季)》。
2020年01月,主演MBC奇幻悬疑犯罪剧《TheGame:向着零时》,饰演龙山警察署重案1组刑警徐俊英。
2009年参加由动物保护协会举办的有关动物自由的照片展,和被遗弃小动物的合照作为展品展出,5月参加“绿丝带希望步行运动”,为预防和寻找失踪儿童做宣传,9月拍摄公益CF,收益捐赠给母校中央大学做发展基金。
2010年担任第11届残疾人电影节宣传大使。
2011年《天堂牧场》终映活动上和昌珉共同向“爱心果实”捐1000万韩元,1月18日为残障人基金做义务筹款&福祉院探访。
2011年2月11日至13日开设以“Time”为主题的李沇熹公益摄影展,收益全额捐献给残障人团体,7月参加SBS《2011希望TV》慈善救援活动(赴肯尼亚拍摄公益短片,探访索马里边境的难民营)。
2012年8月由首尔警察局授予“预防网络犯罪宣传大使”称号。
2017年被法国观光厅(AtoutFrance)正式任命为法国形象宣传大使。
综合奖
李沇熹在电视剧《韩国小姐》中凭借复古风十足的扮相展示超凡的时尚范儿。
李沇熹站在沙滩上闭着双眼,特别是被海风吹起的秀发,展现出自身清秀自然美的一面。