2001年，她在电视剧《谁说我不在乎》中的表现引人注目，最终获得第21届金鸡奖最佳女配角提名。次年，她在第4届金鹰新秀大赛中荣获新秀与最受媒体关注奖，标志着她在演艺圈的崭露头角。2006年，李小萌凭借喜剧作品《我不是女生》赢得了第5届广州大学生电影节最受欢迎新人奖，证明了她在喜剧方面的才华。2009年，她首次登上话剧舞台，出演了《来世许你个今生》，开始了她的戏剧生涯。2012年，她在《第一次的亲密接触》中凭借出色的表现获得了首届北京优秀小剧场剧目展演优秀表演奖，并获得了第三届壹戏剧大赏新锐女演员奖提名，同时也有机会出演了电影版的《金太狼的幸福生活》。