2004年，刚上大三时李悦溪参演爱情悬疑剧《月影风荷》，自此开始演艺事业 。2006年，在平江锁金执导的战争传奇剧《飞花如蝶》中饰演在黑风寨长大的泼辣姑娘仇青凤 。同年在话剧《借我一个男高音》中饰演麦琪 。2007年，与孙海英、殷桃主演的警察动作剧《警察故事》中饰演刚从警校毕业生的女警察岳岚 。同年在警匪反腐剧《黑白人生》中饰演山阳县公安局警察陈佳 。2008年，1月主演杰夫执导的商战悬疑剧《兄弟无间》 。随后在安建执导的犯罪悬疑剧《国家机密2》中饰演年轻的女侦察员石慧 。2009年，在李幼斌、刘佳主演的间谍题材剧《密战》中饰演周旭的女友燕子 。 2010年，客串虎子执导的战争悬疑剧《最后征战》 。同年在雷献禾执导的人物传记题材剧《远山的红叶》中饰演女主角王瑛的助手孙静。2011年，在王奕苏执导的革命战争剧《将军日记》中饰演赖传珠第二任妻子孙湘 。同年参演万盛华执导的战争题材剧《硝烟背后的战争》，在剧中饰演敌工小组地方联络员、八路军战地医疗队医生曹顺花 。2012年，领衔主演革命历史题材电影《丁香》，饰演解放前夕牺牲在雨花台的革命烈士丁香 。同年在万盛华执导的革命历史题材剧《开国》饰演一名纺织厂美丽女工吴秀梅 。2013年，客串刘恺、张寒冰联合执导的当代都市《爸爸快长大》。2014年，在高翊浚执导的古装历史剧《武媚娘传奇》中饰演李世民太子李承乾发妻苏玫 。2015年，在奇道、徐翠翠主演的抗战剧《血战到底之壮丁也是兵》中饰演为替亲人报仇在战场上英勇牺牲的田嫂子 。