李小冉，1976年5月8日出生于北京，中国内地女演员，毕业于北京舞蹈学院。
1996年，参演个人首部电视剧《保镖之翡翠娃娃》，从而进入演艺圈。2000年，因在年代剧《像雾像雨又像风》中饰演安琪一角获得关注。2003年，参演情感剧《别了，温哥华》。2008年，主演年代剧《凤穿牡丹》。2010年，主演民国剧《来不及说我爱你》。
2013年2月，出演的爱情片《爱情不NG》上映；5月，主演年代剧《莲花》；7月31日，与马苏、刘涛共同主演的都市情感剧《今夜天使降临》播出，在剧中饰演产科医生林婷；10月，参演杨文军执导的电视剧《独有英雄》；同年，出演了谍战剧《风筝》，在剧中饰演国民党中统女特工林桃。
2014年2月，与王志文共同主演了家庭剧《大丈夫》，在剧中饰演时尚杂志社副总编顾晓珺，并凭借该剧获得第20届上海电视节白玉兰奖最佳女演员提名；4月2日，参演的年代剧《大河儿女》播出；同年，先后拍摄了都市情感剧《姐妹兄弟》和抗战剧《激战》。
2015年，出演了谍战剧《追击者》；8月，与王耀庆搭档主演了年代剧《毕业歌》；12月，与杜淳共同主演了都市情感剧《老婆大人是80后》；此外，她还和蒋雯丽、郭晓东合作拍摄了情感剧《嘿，孩子》，在剧中饰演电台女主播贾元元。
2016年，在李易峰、周冬雨主演的谍战剧《麻雀》中饰演信仰坚定的革命主义者沈秋霞；4月，出演都市情感剧《下一站，别离》。
2017年2月24日，与张嘉译共同主演都市家庭剧《美好生活》，在剧中饰演杂志社编辑梁晓慧；同年，客串热血谍战剧《秋蝉》，饰演叶冲的母亲江月。2018年5月，与吴奇隆联合主演时装剧《月嫂先生》，在剧中饰演外表干练飒爽、公私分明的地产公司副总那娜。
2019年4月14日，主演的时装剧《因法之名》播出，在剧中饰演个性正直的检察官邹雄之女邹桐。10月23日，主演的悬疑刑侦剧《时空来电》播出，在剧中饰演何君；11月26日，出演的古代传奇剧《庆余年》开播，她在剧中饰演长公主。
2020年8月2日，改编自科幻作家刘慈欣同名小说的电视剧《三体》官宣阵容，李小冉饰演申玉菲。