2011年2月3日,李沁参演了由星美(北京)影业有限公司出品的古装喜剧电影《神奇侠侣》,李沁在剧中饰演“蓝凤凰”。5月13日主演由北京东方飞云国际影视公司投资制作的数字电影《落难神偷》,影片中饰演一位地下工作的革命者,与林申成功塑造了一对“欢喜冤家”。 5月16日与谷智鑫主演电视剧《中国1921》,剧中李沁扮演“杨开慧” ,23日携同主创团队做客新浪直播间,与观众们一起分享该剧的台前幕后的故事 ,2012年《中国1921》荣获第26届中国电视金鹰奖最佳电视剧奖 。2011年10月8日由李沁、张超等主演的电视剧《将军日记》在央视一套首播,在剧中李沁变身图书管理员,饰演参加工作的女大学生“小李”。
2013年8月27日,李沁在都市情感励志剧《璀璨人生》中饰演“余非”。 10月30日在现代都市女性励志复仇剧《千金归来》中饰演复仇千金“沈长清”。 根据作家九夜茴小说改编于2011年拍摄的电视剧《花开半夏》,李沁在剧中饰演“如画”。