2001年，李沇熹参加SM Best青少年选拔大会获得外貌奖和整体奖继而成为SM Entertainment旗下艺人。 2004年，李沇熹参演韩国KBS电视剧《海神》，在剧中饰演婷花的少年时期。 2006年，李沇熹参演电影《百万富翁的初恋》，在电影中扮演乡村少女崔恩焕，和玄彬扮演的富家少爷展开了一段纯纯的爱情故事。同年年底，李沇熹接拍了新韩剧《ONE FINE DAY》。 2011年，李沇熹参演韩国SBS月火剧《天堂牧场》，在剧中饰演李多智一角。 2012年，李沇熹被选为了化妆品牌SK-Ⅱ的新代言人，和金喜爱、林秀晶共同代言。