2009年，出演个人首部电视剧《沂蒙》，在剧中饰演三喜的媳妇，从而正式进入演艺圈。
2010年，出演马苏、姜武、涂松岩、刘敏主演的女性励志剧《女人如花》（原名《厂花》），在剧中饰演质朴泼辣单纯的二蓝 ；同年，出演陈小艺、刘涛、倪大红、张旸主演的历史情感剧《叶落长安》，在剧中饰演西珍。
2011年，与叶璇、李东学、刘佩琦合作主演根据严歌苓同名小说改编的民国情感剧《第九个寡妇》，在剧中饰演敢爱敢恨且张扬泼辣的小寡妇淘米儿 。
2012年，与叶璇、刘恩佑、莫小棋、巫迪文合作主演民国情感剧《青春烈火》（又名《雅典娜女神》），在剧中饰演聪明果断且身手敏捷的日本军官深谷幽兰，这是她与叶璇继《第九个寡妇》后的再度合作 ；同年，出演康宁执导的乡村题材的电影《咱村的消防队》，在片中饰演女主角王笑盈。
2014年，与孙俪、刘涛、黄轩合作主演古装剧《芈月传》，在剧中饰演玳瑁姑姑，这是她首次出演的古装剧 。
2015年，与张一山、张潇恒、张哲、蓝盈莹合作主演军旅剧《大熔炉》，在剧中饰演泼辣的农村姑娘张彩芹 ；同年，与孙松、闫学晶、陈思斯、林家川合作谍战剧《我的老爸是卧底》 。
2016年，与丁勇岱、管乐、万思维合作主演年代动作剧《打土匪》，在剧中饰演出手狠辣的女匪首盘桂英 。
李蓓蕾在电视剧《雅典娜女神》中饰演的日本女军官深谷幽兰堪比当年梅艳芳塑造的川岛芳子，她把军装的英姿飒爽、和服的柔美温婉演绎得完美服帖，而其狠戾冷酷的眼神则更是像极了当年的梅艳芳。荧幕外的李蓓蕾是个开朗大咧的女子，她气质时尚又高雅。李蓓蕾在电视剧《大熔炉》中无论是台词功力还是表演功底都让观众眼前一亮，通过她入木三分的演绎，一个泼辣好爽又不乏可爱的70年代农村少女就这样迅速攻破了观众的心理防线（网易评） 。
