李多海从小学习芭蕾舞和韩国传统舞蹈。在悉尼博伍德女子高中读完高中，高中毕业前一直在澳大利亚生活，后来全家又移民美国。当初李多海是抱定要做演员的决心回到韩国的，所以改了名字时刻激励自己。(在韩语中，多海的韩文名字有“什么都能做好”的含义)2001年，回国后李多海参加了第71届“春香小姐”选拔大赛，获得了冠军。之后进入演艺圈，出演了一些影视剧的配角，关注度一直不高。
2004年李多海出演家庭剧《花王仙女》，获得百想艺术大赏最佳女新人奖。2005年，3月出演电视剧《绿蔷薇》;12月在SBS水木剧《我的女孩》中饰演古灵精怪的女主角珠裕邻，走红亚洲。相继主演韩剧《Hello小姐》、《不汗党》、《伊甸园之东》。
2010年李多海主演的古装剧《推奴》掀起收视狂潮并荣获多个奖项。2011年转型出演《再见雷普利小姐》中饰演野心女张美里，获得第19届大韩民国文化演艺大赏最优秀演技奖。2012年在内地偶像剧《爱的蜜方》中饰演乔之夏。2014年与李东旭时隔八年再次合作《Hotel king》。2015年与2016年之间接演内地电视剧《最佳情侣》、《我的女神我的妈》。2018年出演SBS周末剧《善良魔女传》。
2015年，7月21日李多海于由非牟利国际组织世贸联合基金总会与富川国际奇幻电影节联合举办，并得到了韩国政府大力支持，是庆祝中韩建交23周年的系列活动之一的WTUF中国之夜，荣获“中韩文化交流贡献奖”。
2016年3月13号下午播出的《Running Man》节目中，嘉宾李多海、丁一宇与固定主持人刘在石，金钟国，池石镇，Gary, HAHA, 李光洙，宋智孝在迪拜进行了“生命之沙”的比赛。
2017年10月李多海参与UNICEF "Blue Lighting"活动，这次活动由韩国委员会举办，旨在为非洲国家马拉维、毛里塔尼亚和南美国家玻利维亚的儿童提供支援，改善营养失调，没有干净的饮用水，非法使用童工等问题。韩国众多艺人参与本次UNICEF "Blue Lighting"活动，呼吁大家多关注这些国家的儿童生存状况，为那些需要救助的儿童们带来希望之光。活动将于2018年1月14日在KBS1播放。
韩国女演员李多海因电视剧《我的女孩》、《爱的蜜方》在中国国内享有高知名度。她是一位很努力的韩国明星，精通中文，也坦然整容(新浪娱乐)。
“或许上辈子我是韩国人或者她是中国人，或许上辈子我们真的是亲姐妹。我们是那样的一见如故，无话不说。朋友听到我和她微信都以为我交了个韩国男朋友。我们在相同的时间，经历着太相似的事情，真的觉得缘份太奇妙。今天她要去美国，希望我们都要开心，都要幸福!欧尼，I love you!”(2012年方安娜评)
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