1994年，參演首部電視劇《新少林五祖》，飾演寶芬一角。1996年，參演電視劇《巴達緣來是你》。同年參演電視劇《喜樂會》，飾演慕晴一角。
1999年，林熙蕾赴香港發展；同年，參演由王晶執導的電影《賭俠大戰拉斯維加斯》，在劇中扮演阿扁一角。
2000年，主演王晶導演的電影《制服誘惑2》；同年加入中國星集團。2001年在杜琪峰執導的電影《全職殺手》中飾演Chin一角；同年參演徐克執導的電影《蜀山傳》。
2004年，在電視劇《搖擺女郎》中飾演公關經理姚曼；同年參演電影《辣妹特工之危機四伏》。2005年發行寫真集《叛逆》。
2006年林熙蕾加盟電影《東京審判》；片中她一改往日的性感造型，穿上復古的襯衫和長裙，飾演職業記者芳子。
2007年，與古天樂、任達華共同出演電影《鐵三角》，飾演張美華一角；同年，憑借《父子》獲得第26屆香港電影金像獎最佳女配角提名。
2008年，憑借《東京審判》獲得第17屆金雞百花電影節最佳女主角提名。
2009年，參演電影《氣喘吁吁》，飾演秘書明辰；同年在關錦鵬執導的電影《用心跳》中飾演保潔公司老板娘。
2010年3月，出席“香港專業電影攝影師學會22周年慶典”晚宴，獲頒“專業電影攝影師眼中最具魅力女演員獎”；憑借《再生號》獲得第14屆華語榜中榜頒獎典禮最佳電影女演員獎；同年主演由朱延平執導的古裝武俠喜劇電影《大笑江湖》，片中林熙蕾扮演一位獨自闖蕩江湖的公主月露。
2011年7月2日，主演的電影《奪命心跳》在全國公映，片中林熙蕾飾演林嫣一角。2012年，林熙蕾淡出娛樂圈，專心相夫教子。
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