她自幼便展现出在音乐领域的过人禀赋，尤其对五线谱有着敏锐的感知力。有鉴于此，她的母亲决定将她送往少年宫，系统地学习唱歌、舞蹈、钢琴以及手风琴等多种才艺，每日的练习时间常常长达三四个小时。到了1996年，李昕桐顺利考入浙江省艺术学校，主修舞蹈专业，然而由于肩部骨骼生得略微内耸，在身形条件上未能完全符合专业舞蹈演员的严格要求，最终与此道路失之交臂。三年学业完成后，自艺校毕业的李昕桐在旁人的建议下，尝试报考上海戏剧学院。凭借出色的资质与努力，她随后以全国专业考试第二名的优异表现，成功被上海戏剧学院表演系九九级本科班录取。就在大学一年级期间，李昕桐便获得了首次出演商业广告的机会，开启了她的演艺实践。
在演艺生涯的起点，2000年，她参演了由张军钊执导的悬疑剧《红蜘蛛》，于剧中诠释了命运坎坷的悲剧女孩陈莲红一角，由此正式迈入了演艺圈的大门。随后在2002年11月，古装喜剧《乌龙闯情关》播出，该剧由孙耀威与曹颖联袂主演，她在其中扮演了汉昭帝的皇后上官凤儿，展现了其古装扮相的独特气质。进入2003年1月，她与佟悦、黄芳翎共同主演的生活喜剧《双人房单人床》正式开播，剧中她化身为一名空姐肖莎莎，以活泼自然的表演赢得了观众的关注。2004年3月，年代剧《金锁记》与观众见面，这部剧由奚美娟和刘欣担纲主演，她在剧中饰演了七巧的儿媳妇袁芝寿，进一步拓宽了表演路径。2005年1月，青春偶像剧《向左走，向右走》在姚远导演的执导下开播，她所饰演的是一位个性鲜明且态度冷漠的口译员李月眉，角色形象令人印象深刻。2006年6月，古装情感剧《雄关遗梦》登陆荧屏，该剧由宋佳和王洛勇主演，她在剧中出演了温婉端庄的仕女柏英，细腻地刻画了人物的内心情感。到了2007年，她首度领衔主演都市悬疑剧《是谁摁响了门铃》，在剧中扮演软件设计师林晓阳，展现了现代职业女性的形象；同年2月，由邓衍成执导的奇幻悬疑片《陆小凤传奇之幽灵山庄》上映，她在片中饰演了长老木道人之女叶雪，为影片增添了神秘色彩。2008年8月，古装家庭剧《凤穿牡丹》正式播出，这部剧由李小冉和刘恺威主演，她在剧中饰演了女主角郁无瑕的妹妹郁红玉，以真挚动人的表演完成了角色的塑造。
在2010年，她作为主演参与的青春励志题材电影《警察进行曲之理想》正式投入拍摄工作。进入2011年1月，由戴娇倩与黄维德联袂主演的都市情感剧集《单身女王》与观众见面，她在该剧中生动演绎了一位时常遭遇霉运、对星座话题极为热衷的直率角色“小辣椒”；同年7月，她与牛欣欣、张铎合作主演的励志影片《大爱人间》登陆院线，在片中她塑造了形象美丽、举止端庄的女教师王雅丽这一人物。2013年9月，由杨立新和闫学晶共同担纲的都市爱情剧《我家的春秋冬夏》播出，她在剧中诠释了为爱执着、情感浓烈的“痴情公主”秦咪咪一角。时间来到2014年5月，由任容萱与赵显宰主演的爱情偶像剧《青春风暴》开始播映，她在剧中出演时雨大学学生会干部徐蔓；同一年度，她还参演了一部古装奇幻题材的电影作品《神钟》，该片也于当年正式与广大观众见面。
二零一七年六月，由知名导演蔡岳勋执导的都市情感剧《深夜食堂》正式与观众见面，她在剧中生动塑造了一位崇尚名牌、个性鲜明的职场“剩女”角色——爱马仕，其表演给观众留下了深刻印象。随后在二零二零年三月，她参演的奇幻悬疑题材剧集《无心法师3》上线播出，于其中的《柳宅凶案》单元故事里，她成功诠释了七姨娘这一人物；同年十二月二十四日，她参演的电影作品《鬼吹灯之昆仑神宫》于腾讯视频平台独家播映，她在片中扮演了神秘而庄重的祭司一角。进入二零二三年，其演艺活动依然活跃，二月一日，由陕西广电影视文化公司出品的短剧《一吻存档》在象山影视城举行了开机仪式，她亦参与了该剧的演出。紧接着在次年三月九日，她参演的另一部电视剧《一吻存档》也如期登陆荧屏，与广大观众见面。 此外，在多个作品及公开活动中，她也留下了丰富的影像记录：在《深夜食堂》中她以爱马仕的造型亮相，并与《深夜食堂》的主演共同合影；随后在《深夜食堂》、《深夜食堂》、《深夜食堂》、《深夜食堂》以及《深夜食堂》中，她均以爱马仕的角色形象与各位主演分别拍摄了合影。在《深夜食堂》中她再次饰演爱马仕，并与《深夜食堂》的主演同框留念；于《深夜食堂》中，她同样以爱马仕的身份出镜，先后与《深夜食堂》及《深夜食堂》的主演们合影。 与此同时，她还积极参与了各类宣传活动，留下了许多活动瞬间：在《深夜食堂》、《深夜食堂》、《深夜食堂》、《深夜食堂》以及《深夜食堂》的活动中，均有她的活动照片记录，其中在《深夜食堂》的活动中她还与《深夜食堂》的主演合影。此外，《深夜食堂》和《深夜食堂》的活动照中也捕捉到了她的身影，并且在《深夜食堂》的活动中，她分别与《深夜食堂》及《深夜食堂》的主演们合影。后续的《深夜食堂》、《深夜食堂》活动同样留存了她的活动影像，在《深夜食堂》的活动中她与《深夜食堂》的主演合影留念。最后，《深夜食堂》的活动也收录了她的相关活动照片。
二零一七年十月十八日，李昕桐于印度尼西亚风景宜人的巴厘岛举行了隆重的婚礼仪式。她的新婚丈夫并非演艺圈内人士，其事业始于广告行业，并在此领域逐步积累与发展，最终建立起自己的事业基础。这场婚礼标志着两人人生新阶段的开始，受到了亲友们的诚挚祝福。
李昕桐在演艺生涯中参与了众多影视作品的拍摄，凭借其精湛的演技成功塑造了多个令人难忘的经典角色。例如，在古装喜剧《乌龙闯情关》中，她将活泼灵动的上官凤儿演绎得淋漓尽致，这一形象给广大观众留下了极为深刻的印象。回归到现实生活里，李昕桐本人也同样是一位性格可爱、充满魅力的女性。她在作品《深夜食堂》中的出色表演，更是让观众深深感到，无论是职场情境还是日常生活，她所诠释的爱马仕一角都堪称人们心目中的理想典范。此外，她在表演过程中对每一个细微之处、情绪转换以及角色内心活动的展现，都处理得极其细腻且到位，呈现效果既真实自然又精准传神。而在《深夜食堂》里，她所饰演的爱马仕不仅以时尚亮眼的造型、脱颖而出的气质吸引了众多目光，其扎实的演技也获得了观众与粉丝的广泛赞誉，同时这一角色也引发了大众对当代独立女性生存状态与价值定位的深入思考和重新审视。