吕红旭自幼便展现出对艺术的浓厚兴趣，年仅十一岁时便进入专业的舞蹈学校接受系统训练，为她的舞台生涯奠定了坚实基础。在十三岁那年，她开始涉足表演领域，进一步拓宽了自己的艺术道路。凭借不懈的努力与天赋，十六岁时她成功考入沈阳话剧团，成为一名专业话剧演员。在剧团期间，她积累了丰富的舞台经验，并先后在多部话剧中担任主要角色，其表演才华逐渐受到业内关注。正是这段宝贵的经历，让她获得了长春电影制片厂著名导演陈立中的赏识，并最终被选中主演其个人首部电影作品《扑不灭的战火硝烟》。这部电影的拍摄与上映，标志着吕红旭正式从话剧舞台转向大银幕，由此开启了她在演艺圈的职业征程。
在2007年播出的家庭爱情剧《又见一帘幽梦》中，吕红旭参与了演出，该剧由张嘉倪与方中信领衔主演，她在其中扮演了名为阿秀的角色。同年，她还在一部作品中诠释了古典名著《红楼梦》中的史湘云一角。进入2008年，她加盟了由周德华和张敏共同执导的励志偶像剧《微笑在我心》，并在剧中饰演了张惠心这一人物。2009年，吕红旭在上海参与拍摄了一部以红楼梦故事为题材的电视剧《黛玉传》，再次出演金陵十二钗之一的史湘云，进一步展现了其对这一经典角色的理解与塑造。2011年，她出演了由林楠执导的传奇武侠剧《南少林荡倭英豪》，拓宽了自己的表演戏路。2012年9月，她参演的励志题材电影《伴你高飞》在青岛顺利完成拍摄并宣布杀青；同年，在范建会执导的中国军旅题材电视剧《先遣连》中，她饰演了中国人民解放军先遣连的军医王惠琴，塑造了一位坚韧勇敢的军人形象。时间来到2014年1月21日，吕红旭出演的少年励志电影《金牌流浪狗》正式上映，她在片中饰演了名为慧慧的女孩，这个角色性格阳光健康，充满了积极向上的正能量。2015年11月，她领衔主演的田园诗派风格电影《菊姐的梨园》完成全部拍摄工作顺利杀青，她在剧中扮演了一位淳朴善良的农村女孩“菊姐”，展现了其驾驭不同地域和性格角色的能力。2016年，在李云鹏执导的悬疑电影《撕名牌杀戮事件》中，吕红旭饰演了男主角韩陆的未婚妻李可儿，为影片的剧情发展增添了关键的情感线索。