2010年主演《我叫王土地》，饰演蒙族公主琪琪格。该剧获得第26届中国电视金鹰奖“优秀电视剧”奖；同年在《下海》，饰演初四五，被广大观众所熟悉而崭露头角。2011年推出自己的原创EP《歌声的微笑》。2012年主演香港3D电影《五行攻略》，饰演小百合。2013年得奥斯卡终身成就奖得主罗杰·科尔曼赏识接拍了中美合资好莱坞电影《The Living Dead 活尸》成为了该剧中国区女一号，饰演绝美女鬼陈君姬。2014年与美国“百老汇”班底合作，出演由美国百老汇音乐剧创作团队原创新剧《游轮》中国区女一号。2015年2月李依馨受邀出席米兰时装周。
李依馨山西出生，父母都是公务员，从小对她比较严格。她的双亲是典型的“严父慈母”组合。父亲热爱音乐，从小就教她学习声乐。9岁开始学习笛子、二胡、古筝；16岁离开山西考入石家庄艺术学校学习舞蹈和影视，在校学习期间学习过踢踏舞、民族舞，尚未成年的李依馨就参加过央视等各大文艺晚会的演出。
高中毕业后，接拍了人生第一部电视剧《无字碑歌》剧中与斯琴高娃合作出演具有古典气质的唐朝才女。之后通过老师推荐，与濮存昕合作人生第一部防艾拒毒公益电影《太阳星辰》这是一部讲述中国青少年洁身自好拒绝毒品的电影。李依馨在剧中出演一位女明星周小雯在种种诱惑下接触毒品以及如何戒除毒品的故事，该电影在中央电视台电影频道首播，同年参与到防艾大使濮存昕发起的“情牵红丝带”的公益活动中担任公益志愿者。2004年考入北京师范大学；在校期间被庄宇新导演选中与颜丙燕合作参与拍摄了人生中第一部电影《爱情的牙齿》该电影获得第十四届北京大学生电影节最佳处女作奖。
2010年，李依馨与林永健等人主演了电视剧《我叫王土地》剧中饰演蒙族公主“琪琪格”，央视热播后“琪琪格”一角引起了不少关注。同年李依馨与刘蓓出演的另外一部电视剧《下海》央视热播；剧中饰演常常范二的“初四五”让主演刘蓓既心疼又头痛。
2012年，李依馨参演了高希希导演的电视剧《楚汉传奇》与何润东、陈道明合作，在该剧中李依馨饰演的绝美寡妇“赵吹栾”遇到微博热议。
2013年，李依馨与韩雪等人主演的电视剧《代号十三钗》在全国播出。同年李依馨的身影还出现在了大银幕上与陈伟霆、郑佩佩等人出演了3D电影《五行攻略》（别名搏击迷城）在 《五行攻略》中饰演“小百合”；片中李依馨一改往日形象，饰演美艳动人却有些神秘的日籍女孩。同年，李依馨得奥斯卡终身成就罗杰·科尔曼赏识参演罗杰·科尔曼团队好莱坞电影《活尸》该剧在香港上映（The Living Dead香港译名。Ghost of the forbidden city内地译名）并且参加2013年韩国富川电影节；该电影总监制罗杰·科尔曼（Roger corman），携中国内地女星李依馨（ yi xin li China）亮相韩国富川电影节。
2014年，李依馨参演了美国百老汇班底的舞台音乐剧《游轮》荣升东方女主角。同年6月主演抗战题材电视剧《勇士之城》全国热播，剧中饰演最有魅力的抗日女勇士周四。同年9月主演电视剧《舰在亚丁湾》央视八套黄金档播出；该剧讲述中国海军舰艇编队赴亚丁湾索马里海域执行护航故事，剧中饰演柔情女生王小蔓；同年11月6号参演的电影《全城通缉》公映，剧中饰演白氏集团部门主管小贾；同年12月21日在人民大会堂获得“中国下一代基金会”联合“北京电影学院”颁发的“凤凰奖”公益大使”殊荣。
2015年2月，李依馨受邀出席米兰时装周，东方元素简洁优雅。
