李沁出生于江苏省昆山市，毕业于上海戏剧学院附属戏曲学校，于2008年凭借李少红版《红楼梦》中少年薛宝钗一角而被观众熟知，曾出演《建党伟业》《微微一笑很倾城》等多部作品。

1990年，李沁在江苏省昆山市巴城镇出生，那里是昆曲的发源地，也是李沁的家乡 。2001年，11岁的李沁进入巴城镇石牌中心小学开办的戏曲兴趣班接受戏曲基本功培训。2002年，正值李沁12岁，为了能够继续留在学校学习戏曲，她向妈妈保证不会耽误自己的学业。

2003年，李沁参加了“苏外之夜”戏曲专场晚会的演出，而她则相继在锡剧《沙家浜》中饰演阿庆嫂、在越剧《梁祝·十八相送》中饰演祝英台、在昆剧《牡丹亭·游园》中饰演杜丽娘，并凭借《牡丹亭·游园》获得了第7届中国少儿戏曲小梅花荟萃活动金花奖。

2004年，李沁考入了上海戏校学习专业的昆曲表演艺术 ，而此后她也被时任上海昆剧学院院长的蔡正仁选中，成为了该院的第五代“杜丽娘”。

2008年，新版《红楼梦》剧组以及李少红导演看上李沁，决定由她扮演少年“薛宝钗”。凭借薛宝钗一角，李沁不仅拿下“金南方年度最受媒体关注奖”，更在剧中对少年宝钗的出色演绎荣获“金南方年度最佳新人奖”。同年凭借《建党伟业》中的“杨开慧”一角，入围第31届大众电影百花奖最佳新人奖。

李沁的面相清秀，五官精美，薄薄的身体，反过来倒有一点纤弱之气，用她来演薛宝钗会使观众产生一种不一样的感受，而在她身上还有着薛宝钗那种沉稳、安静、淡定、有分寸感的性格。

随后李沁还出演了《神奇侠侣》、《落难神偷》、《中国1921》、《将军日记》等。

2012年，在电视剧《守望的天空》中担任女一号，饰演“葡萄”，该剧荣获2013年第九届中美电影节优秀中国电视剧“金天使奖”大奖；

2013年李沁在都市情感励志剧《璀璨人生》中饰演“余非”；10月30日在现代都市女性励志复仇剧《千金归来》中饰演复仇千金“沈长清”；根据作家九夜茴小说改编于2011年拍摄的电视剧《花开半夏》，李沁在剧中饰演“如画”。

李沁她纤细的身体里，总能爆发出强大惊人的能量，无论是在《璀璨人生》，还是在《花开半夏》里，都有让人震撼的表演。

2014年，携手金世佳主演古装偶像轻喜剧《极品新娘》，剧中李沁变身古装，演绎一个性格活泼开朗的女子，与金世佳共同演绎“娇妻憨夫”欢喜情侣；凭借在《极品新娘》中清新脱俗俏皮可人的气质被网友赞为“90后版小燕子”。

剧中李沁刁蛮活泼，纯熟的演技，其身上浓烈的青春气息，符合现代观众的审美标准，大有青出于蓝而胜于蓝之势。

2014年4月2日，导演陆江携主演萨日娜、林申、李沁等来到天津参加世界孤独症日，出席了电视剧《守望的天空》的媒体见面会，号召大家共同关注自闭症患者，并参加了天塔点亮蓝灯的祈福仪式。

2015年，李沁参演《白鹿原》，饰演“田小娥”。并入围第24届上海电视节白玉兰奖最佳女配角奖。

2017年李沁出演《楚乔传》，在剧中饰演公主元淳，元淳本来是天真单纯的，但是你会发现李沁的表演是很灵动的，眼神，表情都很灵动。尤其后期黑化，李沁这个角色可以说是属于演技压过人设，看的出李沁对角色是有思考的，尽量想演出层次感，感染力，爆发力来。

当时我看后期黑化的时候真的是被她的表现力给感动哭了。

李沁出道之后诠释了众多美丽的角色。邻家女孩般可人的气质，清纯靓丽的白皙外形，加上科班出身的扎实演技，让年纪轻轻的她获得了令人羡慕的机会。

李沁在近几年的娱乐圈中也是属于炙手可热的一线小花了，但其实他已经出道很多年了，只是没有大火起来，不过这两年由于她在银幕上的频频出现。所以在人们的印象中越来越深刻，不只是因为她那越来越成熟的演戏水平，还有她那气质甜美温和的形象也深入人心。