2000年曾获导演张艺谋影片《幸福时光》女主角提名，参加张艺谋亲自面试。

2001年至2003年，担任吉林卫视音乐节目《唱片街》嘉宾主持。

2004年，参加北京广播学院举办的“新苗杯”中学生主持人大赛，并获吉林赛区亚军。同年，在北京大学担任《北大新闻》的主播。

2005年8月至10月，参加央视三套《挑战主持人》节目，并成为该节目第一位八期女擂主。

2006年，李思思再次参加央视《挑战主持人》获得综艺节目主持人全国选拔赛季军。

2007年，主持中央电视台春节歌舞晚会，同年还主持《中韩歌会》。

2008年，与撒贝宁、舒冬、耿姝以及来自瑞士的留学生朱索菲同台主持北京大学校庆110周年庆典晚会。

2009年，主持第五届中国（三亚）国际电视广告艺术节颁奖晚会，主持第五届CCTV电视舞蹈大赛。

2010年4月20日，担任青海玉树赈灾晚会接线团一员，9月29日，主持东北师范大学附属中学校庆60周年庆典。

2011年，与毕福剑、张蕾、管彤、尼格买提等8位联袂主持春晚倒计时八小时。

2012年1月22日晚，李思思首次登上春晚舞台，与朱军、李咏、董卿、毕福剑、撒贝宁共同主持2012年中央电视台春节联欢晚会。2月6日，继续与朱军、李咏、董卿、毕福剑、撒贝宁主持元宵晚会。6月11日，与上海主持曹可凡搭档，主持上海电视节开幕式晚会。11月16日，与浙江卫视主持人华少联合主持主持“河南淮滨第二届淮河文化周文艺晚会”。12月31日，主持启航2013——中央电视台元旦晚会。

2013年2月9日，再次与朱军、李咏、董卿，毕福剑、撒贝宁合作，主持2013年中央电视台春节联欢晚会。同年4月1日-5月17日，李思思与尼格买提主持CCTV“第15届青年歌手大赛决赛”。

2014年1月30日，与张国立、朱军、董卿、毕福剑联袂主持2014年中央电视台春节联欢晚会。

2015年，再次成为中央电视台春节联欢晚会主持人，与朱军、董卿、康辉、撒贝宁、毕福剑、朱迅、尼格买提等一同主持；10月16日，与马跃搭档主持中央电视台综艺频道推出的才艺表演类节目《有朋远方来》；11月29日，与尼格买提主持央视综艺频道互动类综艺节目《我要上春晚》；12月31日，与朱军、董卿、撒贝宁、王小丫、李佳明、尼格买提、鲁健、张斌、欧阳夏丹、月亮姐姐等共同主持《启航2016》跨年特别节目。

2016年2月7日晚，担任2016年中央电视台春节联欢晚会主持，与周涛、朱军、董卿、撒贝宁、尼格买提合作。2月22日晚，担任2016年中央电视台元宵晚会主持，与周涛、朱军、董卿、撒贝宁、尼格买提合作。

2018年2月15日，担任2018年中央电视台春节联欢晚会主会场主持人，与康辉、朱迅、任鲁豫、尼格买提合作。

2018年3月2日，担任2018年中央电视台元宵晚会主持人，与康辉、朱迅、任鲁豫、尼格买提合作。

2019年2月4日，担任2019年中央电视台春节联欢晚会北京主会场主持人，与康辉、朱迅、任鲁豫、尼格买提合作。

2014年，李思思产下大儿子“元宝”。

2016年11月21日，李思思在微博上公开承认已怀二胎。

2017年3月月底，李思思产下小儿子“皮皮”。

2010年4月20日，担任青海玉树赈灾晚会接线团成员。

2016年5月24日，担任2016年第三届“CCTV慈善之夜”大型公益宣传活动慈善大使；6月1日，被聘为生产应急救援公益大使。

个人奖项

• 2006第五届央视《挑战主持人》综艺节目主持人全国选拔赛季军（获奖）

自2012年主持央视春晚开始，李思思逐渐走进观众视线。给人感受密切、瑰丽大方，不装腔作势，让大家面前一亮!她容止端丽，性格柔婉，清洗脱俗、气质卓尔不凡。李思思在参加《挑战主持人》的节目时，她不俗的谈吐、稳健大方的台风，被誉为“美貌与智慧并重”的才女。