2011年李夢(mèng)參演陳忠實(shí)的同名小說(shuō)而改編的電影《白鹿原》，出演“白靈”，同年，并擔(dān)任2011年西安世園會(huì)形象大使。

2012年李夢(mèng)參演由陳可辛監(jiān)制、劉偉強(qiáng)執(zhí)導(dǎo)的熱血青春型古裝武俠3D電影《血滴子》，飾演“白蘭”；并與劉燁、黃渤、張涵予三大影帝共同出演首部電視劇《火線三兄弟》，出演的仗義直言，敢愛(ài)敢恨的千金大小姐“梁雅優(yōu)”。

2013年由著名導(dǎo)演賈樟柯執(zhí)導(dǎo)的電影《天注定》上映，影片中，李夢(mèng)飾演夜總會(huì)小姐“蓮蓉”，并與賈樟柯導(dǎo)演上演了多場(chǎng)吸爆眼球的對(duì)手戲；同年，并與“影帝”廖凡共同出演年代傳奇電視劇《海上孟府》。同年，李夢(mèng)在國(guó)內(nèi)首部以搖滾為題材的青春片《搖滾英雄》中，出演影后“李?lèi)?ài)”，該角色被媒體稱(chēng)作為“王菲的縮影”。電影《老腔》中，李夢(mèng)首次挑梁，出演女一號(hào)，善良堅(jiān)貞的“小鳳”，身著紅色棉襖，挽起發(fā)髻，額前的美人髻極具民國(guó)時(shí)期女性的內(nèi)斂風(fēng)韻。

2014年在電影《上海王》中，出演傳奇女子“小月桂”，這個(gè)由多位實(shí)力女演員曾經(jīng)詮釋過(guò)的角色，對(duì)于90后的李夢(mèng)來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一種挑戰(zhàn)。在由香港著名電影人林炳坤先生監(jiān)制，改編于路內(nèi)同名小說(shuō)，以工廠愛(ài)情為題材的電影《少年巴比倫》中，再次挑大梁擔(dān)任女一號(hào)，出演70年代最美廠醫(yī)“白藍(lán)”，為觀眾展示一段歡喜、感傷、荒蕪和詩(shī)意的愛(ài)情啟蒙故事。在李玉執(zhí)導(dǎo)，范冰冰、韓庚主演的電影《萬(wàn)物生長(zhǎng)》中，出演“小滿”一角，與韓庚溫情上演了一段如夢(mèng)幻般美好的初戀故事。

2015年，在劉江執(zhí)導(dǎo)的電視劇《黎明決戰(zhàn)》中，李夢(mèng)與劉詩(shī)詩(shī)共同出演抗戰(zhàn)時(shí)期，血濃于水，驚心動(dòng)魄的“姐妹情”。6月電視劇《白鹿原》開(kāi)機(jī)，繼電影版之后被陳忠實(shí)欽點(diǎn)主演女主角白靈 。9月30日警匪電影《解救吾先生》全國(guó)公映，李夢(mèng)飾演憂郁叛逆的綁匪情人“晨晨” 。

2016年7月8日，參演的青春片《致青春·原來(lái)你還在這里》內(nèi)地上映，在片中飾演執(zhí)著樂(lè)觀的清新女孩莫郁華；隨后，參演青春懸疑片《夏天十九歲的肖像》，飾演為愛(ài)癡狂的少女朱莉，影片于2017年5月27日在中國(guó)大陸上映。

2017年1月13日，與董子健合作主演、改編于路內(nèi)的同名小說(shuō)《少年巴比倫》內(nèi)地上映，在片中飾演70年代知性廠醫(yī)白藍(lán)，并獲得了第23屆北京大學(xué)生電影節(jié)最佳女演員獎(jiǎng)的提名；2月17日，參演胡雪樺執(zhí)導(dǎo)的劇情影片《上海王》上映，在片中飾演忠于自我，堅(jiān)貞不屈少女時(shí)期的筱月桂；3月3日，參演的年代劇《黎明決戰(zhàn)》播出，在劇中飾演女主宋紅菱的妹妹，二小姐宋玉菡；3月6日，主演由導(dǎo)演賈樟柯監(jiān)制，華裔青年導(dǎo)演Cathy Yan閻羽茜編劇執(zhí)導(dǎo)，鄔君梅聯(lián)合制片并主演的劇情片《海上浮城》。10月26日，第二屆金鶴獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮在東京舉行。東京電影節(jié)中國(guó)電影周部分，李夢(mèng)憑借《上海王》獲得最佳新人演員獎(jiǎng)。

2018年1月18日，李夢(mèng)與王凱、馬天宇、王大陸主演的電影《英雄本色2018》上映并飾演劇中大哥周凱的女人美琳；1月28日，由賈樟柯監(jiān)制、李夢(mèng)主演的電影《海上浮城》斬獲第38屆圣丹斯電影節(jié)“集體表演獎(jiǎng)”，是唯一入圍且獲獎(jiǎng)的中國(guó)電影，李夢(mèng)成為首位在圣丹斯電影節(jié)獲獎(jiǎng)的90后中國(guó)女演員。7月5日，參演電影《那個(gè)我最親愛(ài)的陌生人》。

2016年6月19日，第19屆上海國(guó)際電影節(jié)在上海大劇院盛大閉幕，李夢(mèng)首發(fā)亮相。

雖然是90后，首次踏上國(guó)際電影節(jié)，李夢(mèng)憑借其清新大氣、踏實(shí)自信以及厚唇微笑給中外媒體留下了深刻印象，一點(diǎn)都不怯場(chǎng)，表現(xiàn)自如，心理素質(zhì)很好；在電影《搖滾英雄》中李夢(mèng)飾演女主角王菲，一個(gè)善良美好堅(jiān)毅的女子，在面對(duì)背叛，李夢(mèng)把她心理的掙扎、無(wú)助、失望、荒涼、痛苦演繹的頗為到位。如果用顏色來(lái)形容李夢(mèng)，她似洋溢著熱情而神秘的紅色，在李夢(mèng)身上有著超出她年齡的悟性與堅(jiān)韌。（娛樂(lè)圈評(píng)價(jià)）