1、1994年出道，2000年主演的電影《過年回家》入圍第56屆威尼斯國際電影節。

2、2004年，妹妹李雪正式接受李冰冰的經紀人工作，這年李冰冰領銜主演了伍仕賢導演的愛情喜劇電影《獨自等待》。同年，參演電影《天下無賊》。

3、2005年，主演電視劇《八大豪俠》。直到導演尹力邀她主演電影《雲水謠》，並與劉曉慶等主演電視劇《徽娘宛心》飾演葉宛心。

4、2008年，參演《功夫之王》，同年，主演愛情電影《蝴蝶飛》，飾演性格偏執的律師助手傅恩佳。

5、2009年，她憑藉在《風聲》中表演獲得第46屆臺灣電影金馬獎最佳女主角。而後參演多部商業片《狄仁傑之通天帝國》、《槍王之王》、《我願意 I Do》。

7、2012年2月10日，主演的電影《我願意 I Do》上映。

8、2013年8月，參演派拉蒙公司好萊塢電影《變形金剛4：絕跡重生》，飾演女二號負責製造變形金剛的科學家蘇月明。

9、2015年2月19日，主演的《鍾馗伏魔：雪妖魔靈》上映，年底，主演東方帝陵冒險電影《謎巢》，並擔任創意製片人。

10、2016年8月，加盟好萊塢電影《巨齒鯊》，飾演女主角海洋生物學家張茵，搭檔傑森·斯坦森。

由中國引力影視投資有限公司、美國華納兄弟影片公司出品的動作驚悚片，由喬·德特杜巴執導，傑森·斯坦森、李冰冰、雷恩·威爾森、魯比·羅絲、趙文瑄領銜主演。該片於2018年8月10日在中國內地、美國同步上映。