2001年，憑藉《誰說我不在乎》獲得第21屆金雞獎最佳女配角提名。2003年，獲得第4屆金鷹新秀大賽新秀與最受媒體關注獎 。2006年，憑藉喜劇《我不是女生》獲得第5屆廣州大學生電影節最受歡迎新人獎 。2009年，第一次出演話劇《來世許你個今生》 。2012年，憑藉話劇《第一次的親密接觸》獲得了首屆北京優秀小劇場劇碼展演優秀表演獎以及第三屆壹戲劇大賞新銳女演員獎提名，同年，出演電影版《金太狼的幸福生活》。2014年3月，出演改編自路遙的同名小說的電視劇《平凡的世界》。2016年，主演青春愛情年代大戲《愛人同志》。
2013年10月19日，與王雷在北京舉行婚禮。2017年5月10日，王雷發微博宣布李小萌顺利誕下兒子。2019年，两人共同获得《跨界歌王》第四季冠军[1]。