一九九七年六月二十七日，李沛恩在湖南省衡阳市出生，并在这座城市完成了从小学到高中的全部学业，度过了他的童年与少年时光。十五岁时，正在普通高中就读的李沛恩偶然观看了一部电视剧，深受触动，由此萌生了从事表演工作的愿望。进入高三后，抱着尝试与探索的心态，他报名参加了多所艺术院校的专业考试，希望为自己打开一扇新的大门。大学四年级期间，李沛恩在一次机缘下结识了知名导演陈国辉，这次相遇为他带来了重要的机遇，随后他顺利踏入了演艺行业，开始了自己的演员生涯。
二零一九年八月一日，一部由黄晓明、杜江与他共同出演的灾难剧情影片《烈火英雄》正式登陆院线，他在片中生动塑造了消防战士孙岩这一角色，展现了消防员英勇无畏的精神面貌；同年十二月十八日，一部聚焦都市情感与职场奋斗的励志剧集《走起！我的天才街坊》在青岛宣布开机，他与韩东君、彭晓冉等演员合作，在剧中饰演了一位精明干练的得力助手Frank。进入二零二零年三月二十日，他与大鹏、柳岩携手带来的警匪爱情动作喜剧电影《大赢家》在网络平台上线播映，为观众提供了轻松愉快的观影体验。二零二一年三月三十日，由他携手官鸿、张艺上领衔主演的古装爱情剧《玉昭令第一季》在爱奇艺视频独家播出，获得了不少观众的关注；同年十二月二十七日，他凭借其出色的表现，成功入选了二零二一年度电影频道推出的“星辰大海”青年演员优选计划，这标志着其演艺潜力获得了行业内的认可。二零二二年七月二十一日，他与张炯敏、徐若晗联袂主演的青春励志轻喜剧《瞄准你的未来》在爱奇艺视频上线播出，他在剧中饰演了极客战队的教练秦征，演绎了一段充满热血与成长的青春故事；同年九月三十日，他与刘烨、韩雪联合主演的剧情电影《钢铁意志》在全国公映，他在片中饰演了年轻有为的技术大拿王崇伦，角色形象深入人心。二零二三年四月六日，一部由罗云熙、白鹿与他等演员联合主演的古装奇幻仙侠剧《长月烬明》在优酷视频播出，他在剧中饰演了逍遥宗的弟子庞宜之，其表演为剧集增添了不少色彩；五月三十一日，他与朱正廷、卢昱晓等合作主演的都市现代戏《全世界都在等你们分手》在爱奇艺播出，他在片中饰演了角色汪子恒；十月十一日，由他主演的武侠题材微短剧《尽欢》在腾讯视频正式开播；十一月十八日，他参演的一部网络短剧《突然降临的楚先生》在腾讯视频实现全网独播；十一月二十八日，他参演的另一部古装传奇公路剧《一念关山》在爱奇艺平台与观众见面。二零二四年五月三十一日，他与唐晓天、庄达菲等演员联合主演的古装爱情轻喜剧《柳叶摘星辰》如期播出，他在剧中饰演了柳蓉的同门师兄默言一角；同年十一月二十五日，他出演的一部以东方热血少年渐进式成长为题材的剧集《斗罗大陆之燃魂战》也顺利播出。二零二五年七月十二日，由他主演的电视剧《垂涎》正式与观众见面；随后在八月十八日，他参演的另一部电视剧《子夜归》也宣布开播；至十二月十六日，他受邀为光明网及中国青年报演唱了一首青春爱国主题的推广曲《少年，天空与呼唤》，用歌声传递了积极向上的青春正能量。
2021年，她正式受邀担任横店影视旅游宣传助力大使，在这一重要身份下，她不仅积极推广横店独特的影视文化与旅游资源，还特别通过多种渠道向广大游客与观众细致地介绍了当地丰富而具特色的美食。她以亲切的分享方式，将横店各类传统风味与影视主题餐饮生动地呈现出来，为众多前来观光体验的人们提供了实用的美食指引，进一步丰富了横店作为综合性旅游目的地的魅力。
充满青春活力与表演热情的李沛恩，在多部风格各异的影视作品中都奉献了令人印象深刻的精彩表演。在灾难剧情电影《烈火英雄》中，李沛恩贡献了灵气十足且极具感染力的演出，他所饰演的角色在因救火而英勇牺牲时，那份细腻而富有层次的情感表达，深深触动了银幕前的众多观众，赢得了广泛的共鸣，也因此收获了无数网友的由衷喜爱与好评。而在另一部剧情电影《钢铁意志》中，李沛恩则挑战了技术能手这一角色，为了精准把握人物特质，他不仅主动在网上查阅大量历史资料、研读相关文字记录，竭力追寻王崇伦当年所经历的具体事件与社会环境；在平时没有自己戏份的时候，李沛恩也经常主动前往片场，静静感受整体的拍摄氛围，让自己完全沉浸在那个特定年代的情境之中，同时他也细心观察前辈演员们拍戏时的专业状态，抓住一切机会虚心学习，不断打磨自己的演技。
二零二四年六月十九日，艺人李沛恩通过其个人微博账号正式对外宣布，已与其所属的经纪公司禾马娱乐终止合作关系。然而，事件在次日出现了新的进展：六月二十日，禾马娱乐方面针对此事发布了正式公函。公函中指出，艺人李沛恩此次提出解约系基于其个人原因，但公司与李沛恩之间的经纪合约目前实际上正处于纠纷状态之中。禾马娱乐在声明中明确表示，公司认为李沛恩单方面主张解约的行为涉嫌违反双方此前签订的合约条款，因此就此事件正式发表了立场声明，以维护公司的合法权益。