2001年，李沇熹参加SM Best青少年选拔大会获得外貌奖和整体奖继而成为SM Entertainment旗下艺人。
2004年，李沇熹参演韩国KBS电视剧《海神》，在剧中饰演婷花的少年时期。
2006年，李沇熹参演电影《百万富翁的初恋》，在电影中扮演乡村少女崔恩焕，和玄彬扮演的富家少爷展开了一段纯纯的爱情故事。[2] 同年年底，李沇熹接拍了新韩剧《ONE FINE DAY》。
2011年，李沇熹参演韩国SBS月火剧《天堂牧场》，在剧中饰演李多智一角。
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，李沇熹参演电影《结婚前夜》，在电影中饰演小美一角，电影讲述的是结婚典礼一周前4对情侣展开的故事。并特别出演了MBC TV月火剧《九家之书》两班家的闺秀同年，李沇熹参演韩国MBC水木剧《韩国小姐》，在剧中饰演吴智英一角。
2015年李沇熹出演了电影《朝鲜名侦探：消失的奴隶之女》，同年主演了韩国MBC古装大剧《华政》，在剧中饰演贞明公主，因为同父异母的哥哥光海君（车胜元饰）而失去亲弟弟永昌大君，与母亲仁穆大妃被贬为庶人，经历人生大起大落的人物。
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