2000年出演电视剧《欲望阻击》饰演范颖。
2003年主演的电影《卡拉是条狗》获得第四届华语传媒大奖最佳影片奖和第十届北京大学生电影节最佳影片奖。
2004年出演孙俪、刘烨等主演的青春爱情剧《血色浪漫》，饰演珊珊。
2006年主演电影《租期》获得东京国际电影节最佳影片奖，李佳璇也凭借该片入围北京大学生电影节最佳女主角提名奖；2008年出演赵薇、刘烨等主演的情感剧《一个女人的史诗》饰演马丹一角。
2010年出演宋丹丹主演的都市情感剧《李春天的春天》饰演刘青青；2011年在孙俪、蔡少芬、陶昕然、陈建斌等主演的清宫斗争剧《甄嬛传》中饰演丽嫔；2013年主演电视剧《邻居的诱惑》，饰演刘焱。2015年主演电视剧《豆娘》，饰演“花雾”一角。
2016年，参演电影《湄公河行动》。
2022年，参演电影《密案1922》。
李佳璇和导演路学长因拍摄《非常夏日》而相识，2003年两人结婚。2014年2月路学长去世。
毕业于上海戏剧学院的李佳璇由于外表靓丽，表演功底扎实，从《血色浪漫》中温宛的珊珊到《非常夏日》中帅性的歌女燕子；从《卡拉是条狗》中充满文艺味道的姑娘到《租妻》中一反传统概念化的小姐莉莉，以及《一个女人的史诗》中朴素温情的马丹，李佳璇在荧屏上塑造了很多角色。尤其是在《甄嬛传》中塑造的丽嫔形象给观众留下了深刻的印象。（搜狐娱乐评价）