1999年，通过MBC《最佳剧场》出道。

2001年，出演KBS电视剧《学校4》，并通过该剧获得KBS演技大赏青少年奖。

2002年出演电视剧《人鱼公主》而被观众所熟知，并凭该电视剧获得2002年KBS演技大赏新人奖。同年出演历史水木剧《明成皇后》，饰演明成皇后的儿媳闵氏，该剧最高收视率超过50%，平均收视率31.6%。

2003年，出演KBS电视剧《黄手帕》，饰演女主角的弟媳罗美玲一角。

2004年，出演KBS周末连续剧《说不出的爱》，饰演安家小妹诚美。同年出演恐怖电影《笔仙》，饰演金仁淑一角。

2005年，出演电视剧《英宰的全盛时代》，饰演剧中女主角的妹妹；同年出演电影《传奇》。

2006年，出演SBS电视剧《爱情和野心》，并凭借该剧获得SBS演技大赏眼泪女王奖。

2008年出演MBC电视剧《爱你，别哭》，该剧获得MBC演技大赏家族奖。同年出演KBS家庭伦理剧《妈妈发怒了》，饰演剧中罗家的小女儿英美。2008年5月6日，韩国知名服装设计大师安德烈-金在首尔举行时装秀，宋昌义和李宥利担任主秀。

2010年，出演SBS晨间喜剧《唐突的女子》，饰演女主角池顺英一角。同年参演音乐剧《娘家妈妈》。

2011年出演电视剧《闪闪发光》，获得第四届韩国电视剧节最佳女配角，并凭借该剧获得MBC演技大赏连续剧部门优秀演技赏。

2012年，出演复仇剧《黄色复仇草》，饰演女主角薛晏华。

2013年，出演SBS晨间剧《你的女人》，在剧中饰演一个因车祸丧失记忆而以另一个身份活着的已婚女。

2014年，出演MBC周末剧《来了！张宝利》，饰演恶女延玟廷一角，凭借该剧获得MBC演技大赏年度最佳演员和大赏。2014年9月，出演SBS周末综艺《Runningman》之恶女特辑。2014年11月，担任MBC《改变世界的quiz》MC。2014年12月31日，担任MBC歌谣大战MC。

2015年，搭档李东健出演tvN电视剧《SuperDaddy烈》，饰演一个单身妈妈，该剧改编自网络同名小说。

2016年，主演电视剧《亲爱的，对不起》。同年，主演日日剧《天上的约定》，在剧中一人分饰两角，同时出演一对双胞胎姐妹，凭借该剧获得KBS演技大赏日日剧女子优秀奖。

2017年，2月参演KBS周末剧《爸爸很奇怪》，在剧中扮演家中的二女儿，兼具智慧与美貌的律师卞惠英，该剧是李宥利时隔9年再次通过KBS周末剧与观众见面。

李宥利与传教士A某于2008年在一次基督教会活动中相识，经过1年多的认真交往后，于2010年9月6日在韩国首尔良才洞EL塔礼堂举行婚礼。

曾经营一家服装网店，担任CEO。

2015年2月，被首尔综合艺术学校聘为教授，教授表演。

影视

• 2016KBS演技大赏日日剧女子优秀奖《天上的约定》（获奖）
• 2015-04-24第51届获韩国百想艺术大赏“最佳女演员奖”《来了!张宝利》（提名）
• 2015亚洲影响力东方盛典亚洲影响力最具魅力女演员（获奖）
• 2014MBC演技大赏年度最佳演员奖来了，张宝利（获奖）
• 2014MBC演技大赏大赏来了，张宝利（获奖）
• 2011MBC演技大赏连续剧部门优秀演技赏闪闪发光（获奖）
• 2011第四届韩国电视剧节最佳女配角闪闪发光（获奖）
• 2006眼泪女王奖SBS演技大赏（获奖）
• 2002KBS演技大赏新人奖人鱼公主（获奖）
• 2001KBS演技大赏青少年奖（获奖）

素有“国民恶女”称号的李宥利，2014年凭借《来了！张宝利》中延玟廷一角饱受喜爱和关注，在剧中为了脱离贫困，不惜抛弃家族、所爱之人和亲生女儿，做出各种恶行，可谓展现了恶女角色的精髓。即使演绎了多部恶女角色的作品，但是在实际生活中是一个谦逊、怀揣少女情怀的演员。