早年经历
李梦生在湖南，长在深圳。12岁时，她放弃了加拿大的留学生活，回到父母身边。因为一部电影《乱世佳人》，她高三没念完，就偷跑去报考北京的表演学校，她觉得电影里的费雯丽很漂亮，想成为那样的人。李梦的人生轨迹，因此而改变。
2010年，在北京电影学院读大一的李梦，在机场被制片人发掘，有幸参演根据陈忠实同名小说改编、王全安导演的电影《白鹿原》饰演白灵一角，进而走入公众视野。后因电影篇幅限制，白灵的戏份几乎被剪光。第一次经历人生的大起大落，李梦曾一度陷入迷茫，那一年，她刚满18岁。
演艺经历
2013年，贾樟柯导演的电影《天注定》海外热映获好评，李梦因缘在片中饰演夜总会小姐莲蓉，并随剧组参加第66届戛纳国际电影节，荣幸成为首位踏上国际红毯的90后内地女演员。李梦说，她被贾导对电影的热爱所感染，重拾表演梦，再度回想起18岁触电的经历，她坦言那是电影带给她最好的成人礼。同年，李梦与刘烨、黄渤、张涵予等合作出演电视剧《火线三兄弟》，收获较高收视率。
2014年，李梦参与李玉执导，范冰冰、韩庚主演的电影《万物生长》的拍摄，在片中饰演秋水念念不忘的初恋小满；同年，与秦昊合作出演摇滚青春片《摇滚英雄》，饰演一位跑龙套尝尽艰辛终于成名的影后李爱，被媒体称为影射了窦唯、王菲的爱情故事，影片于2015年6月20日全国上映。
2015年，李梦参演丁晟导演的警匪片《解救吾先生》，在片中饰演绑匪（王千源 饰）的情人，忧郁叛逆的陈晨；同年，拍摄周拓如导演，吴亦凡、刘亦菲主演的青春片《致青春•原来你还在这里》，在片中饰演对好友仗义、对爱情执着的少女莫郁华，获得原著作者辛夷坞的称赞；随后，在金马奖获奖导演张荣吉导演，黄子韬、杨采钰、杜天皓主演悬疑青春片《夏天十九岁的肖像》中饰演为爱痴狂的双面少女朱莉，影片于2017年上映。
2016年，与钟汉良、马天宇、孙怡等合作出演电视剧《凉生，我们可不可以不忧伤》，饰演小九。
2017年1月13日，与董子健主演改编自路内同名小说的工厂青春片《少年巴比伦》全国公映，李梦在片中饰演70年代的独立知性厂花白蓝，并获第23届北京大学生电影节最佳女演员提名；2月17日，胡雪桦导演的《上海王》公映，在片中饰演终于自我、坚贞不屈的少女时期的筱月桂；3月3日，与刘诗诗、王千源合作出演、刘江导演的年代剧《黎明决战》播出，饰演刘诗诗的亲妹妹宋玉菡；3月6日，二度合作贾樟柯合作，主演由其监制、华裔青年导演Cathy Yan阎羽茜编剧执导的电影《海上浮城》，搭档李安之子李淳，邬君梅任该片联合制片并主演；6月，第20届上海国际电影节上，李梦再曝入组姜文导演新片《侠隐》，再度引起关注与热议，该片改编自旅美作家张北海的同名小说。
2018年1月18日，李梦与王凯、马天宇、王大陆主演的电影《英雄本色2018》上映并饰演剧中大哥周凯的女人美琳；1月28日，由贾樟柯监制、李梦主演的电影《海上浮城》斩获第38届圣丹斯电影节“集体表演奖”，是唯一入围且获奖的中国电影，李梦成为首位在圣丹斯电影节获奖的90后中国女演员。
主要作品
参演电影
英雄本色2018 2018-01-18
海上浮城 2018
地球最后的夜晚 2018
侠隐 2018
解忧杂货店 2017-12-29
那一场呼啸而过的青春 2017-08-25
夏天十九岁的肖像 2017-05-27
上海王 2017-02-17
少年巴比伦 2017-01-13
小强大战外星人 2017
夏天只是一天 2017
山下 2017
老腔 2016-12-02
致青春·原来你还在这里 2016-07-08
解救吾先生 2015-09-30
恋爱中的城市 2015-08-20
摇滚英雄 2015-06-20
万物生长 2015-04-17
黄金时代 2014-10-01
天注定 2013-05-17
血滴子 2012-12-20
郭明义 2011-07-15
参演电视剧
凉生，我们可不可以不忧伤 2017-08-17
黎明决战 2017-03-03
不可思议的夏天 2014-08-08
午夜计程车 2014-07-12
海上孟府 2013-12-27
火线三兄弟 2013-04-27
社会活动
2011年4月28日，担任第3届的西安世界园艺博览会形象大使。