2013年7月，李萌萌参加重庆卫视表演类比赛《奇迹梦工厂》，最终进入全国十强。

2014年，在黄渤、袁泉主演的谍战剧《锋刃》中饰演女主角莫燕萍的同事月凤，自此正式开始演艺事业。

2015年12月4日，出演的动作喜剧电影《不良女警》在苏州杀青，李萌萌在片中饰演亦正亦邪的女杀手茉莉；之后在都市时尚喜剧电影《捉奸侠》中饰演缺乏安全感的女孩吕霞。

2016年1月，在张黎执导的历史传奇剧《少帅》中客串出演直系军阀首领曹锟的女儿；1月31日主演的网络电影《仙班校园》举办首映发布会，李萌萌在片中饰演性感娇嗲的老师雯雯；3月25日，中泰同步上映的恐怖电影《恐怖将映》，李萌萌与Mik(泰国)、谢容儿、杨杏等主演该电影；4月，与陈尚泽共同主演校园喜剧电影《极道校园》，在片中饰演女主角陈心儿；7月，在已经杀青的动作喜剧电影《绝世神偷》中出演美女大盗余夏。