李小璐，出生于1982年6月30日，来自中国北京。她的家庭背景与演艺行业密切相关，其家族包括多位从事电影与表演工作的亲人。祖父是中国人民解放军八一电影制片厂的老制片主任，父亲李丹宁是该厂的导演与演员，母亲张伟欣也是一名演员。因此，李小璐从小便在八一电影制片厂的环境中成长，并且早在幼儿时期即开始涉足演艺事业，成为一名童星。
她的正式演艺生涯始于1986年，与朱时茂合作出演剧情片《我只流三次泪》，由此正式踏入影视圈。1998年，她主演的电影《天浴》上映，饰演女主角文秀，展现了青春萌动与命运悲惨的角色形象。这一角色为她赢得了第35届台湾金马奖最佳女主角奖，以及法国水城亚洲电影节最佳女演员奖。2000年，她在青春剧《都是天使惹的祸》中饰演俏皮的小护士林小如，而这部剧也使她声名鹊起。
在2001年至2003年期间，李小璐主演一系列古装与青春剧，包括《吕布与貂蝉》、《少年英雄之洪文定》以及《青春的童话》。2002年，她出演《十三格格》和《绝世双骄》等电视剧，显示出多样的角色塑造能力。同年，她在剧情片《天浴》中再次获得广泛关注。
2004年后，李小璐亮相多部影视剧和电影作品，如《大江东去》、《都是天使惹的祸》姐妹篇《我的淘气天使》等。2005年至2008年间，她的作品涵盖都市剧、动作片、音乐EP的发行等多个领域。2009年，她出演好莱坞科幻电影《异能》，饰演拥有超能力的女性角色，扩展了国际影响力。同年，她加盟多部影视作品并参与多样的综艺节目。
进入2010年代，李小璐继续活跃于影视表演，主演多部剧集，包括《当婆婆遇上妈》、《唐宫美人天下》、《煮妇神探》以及《读心》等。她亦参与真人秀节目和公益活动，成为公共形象积极的一员。2019年，她主演的电视剧《读心》播出。
家庭方面，李小璐的配偶是演员贾乃亮，两人于2012年结婚并育有一女，但于2019年宣布离婚。她的家庭成员均在演艺及电影行业工作，为其演艺生涯提供了良好的基础。