2011年李夢參演陳忠實的同名小說而改編的電影《白鹿原》，出演“白靈”，同年，并擔任2011年西安世園會形象大使。

　　2012年李夢參演由陳可辛監制、劉偉強執導的熱血青春型古裝武俠3D電影《血滴子》，飾演“白蘭”；并與劉燁、黃渤、張涵予三大影帝共同出演首部電視劇《火線三兄弟》，出演的仗義直言，敢愛敢恨的千金大小姐“梁雅優”。

　　2013年由著名導演賈樟柯執導的電影《天注定》上映，影片中，李夢飾演夜總會小姐“蓮蓉”，并與賈樟柯導演上演了多場吸爆眼球的對手戲；同年，并與“影帝”廖凡共同出演年代傳奇電視劇《海上孟府》。

　　在2013年，李夢在國內首部以搖滾為題材的青春片《搖滾英雄》中，出演影后“李愛”，該角色被媒體稱作為“王菲的縮影”。

　　2013年，電影《老腔》中，李夢首次挑梁，出演女一號，善良堅貞的“小鳳”，身著紅色棉襖，挽起發髻，額前的美人髻極具民國時期女性的內斂風韻。

　　2014年在電影《上海王》中，出演傳奇女子“小月桂”，這個由多位實力女演員曾經詮釋過的角色，對于90后的李夢來說無疑是一種挑戰。

　　2014年，在由香港著名電影人林炳坤先生監制，改編于路內同名小說，以工廠愛情為題材的電影《少年巴比倫》中，再次挑大梁擔任女一號，出演70年代最美廠醫“白藍”，為觀眾展示一段歡喜、感傷、荒蕪和詩意的愛情啟蒙故事。

　　2014年，在李玉執導，范冰冰、韓庚主演的電影《萬物生長》中，出演“小滿”一角，與韓庚溫情上演了一段如夢幻般美好的初戀故事。

　　2015年，在劉江執導的電視劇《黎明決戰》中，李夢與劉詩詩共同出演抗戰時期，血濃于水，驚心動魄的“姐妹情”。6月電視劇《白鹿原》開機，繼電影版之后被陳忠實欽點主演女主角白靈。9月30日警匪電影《解救吾先生》全國公映，李夢飾演憂郁叛逆的綁匪情人“晨晨” ?。

　　2016年，參演青春懸疑愛情電影《夏天十九歲的肖像》 ?。攜新作《上海王》亮相紅毯，為電影節的圓滿閉幕畫上句號 ?。