李多寅出生在一個演藝世家,她的媽媽是演員甄美里,姐姐是演員李侑菲。李多寅很小就被父母送到加拿大留學,初中畢業后回到韓國女子高中就讀,她在高三時因為一個偶然的機會,開始對演戲產生了興趣,高中畢業后考上了韓國漢陽大學戲劇電影系。2013年8月,李多寅正式簽約KEYEAST經紀公司,為出道演藝界做準備。
李多寅2013年12月,與李起光,金惠志,金東碩合作主演青春愛情劇《二十歲》,飾演一直對暗戀對象念念不忘的女大學生金惠琳,以演員身份正式出道。2014年4月,與玄彬,韓志旼合作出演古裝歷史電影《逆鱗》,飾演讓正祖為之深深著迷的美麗宮女秀蓮。9月,與河智苑,陳柏霖合作出演中韓合拍電影《致命戀愛》,飾演推理小說家簡的少女時代。2015年4月,與金廷恩,宋昌義合作出演周末家庭劇《讓女人哭泣》,飾演多愁善感的女護士樸孝靜。2016年3月,與樸敘俊,樸炯植,高雅拉合作主演青春史劇《花郎：TheBeginning》,飾演外柔內剛,出身高貴卻從不心懷偏見的明朗少女秀妍。2017年9月,出演周末劇《我黃金光輝的人生》。2018年5月,出演懸疑愛情劇《過來抱抱我》,在劇中飾演警校后輩李妍智。2019年6月,客串出演《請輸入搜索詞:WWW》。2020年8月,參演的電視劇《愛麗絲》播出。2023年8月4日,參演的,MBC新金土劇《戀人》首播。
2021年5月,據韓媒報道,李多寅與李昇基交往,兩人因打高爾夫球相戀。2023年4月7日,李昇基和李多寅舉行婚禮。
李多寅在電視劇《二十歲》中刻畫了令人心動的場面,將清純動人的女大學生心理,用最真實的演技表現得非常到位。她在電影《逆鱗》中雖然戲份不多,卻給人留下了深刻的印象。李多寅清秀的外貌牢牢抓住了男性同胞的視線,她在周末劇《讓女人哭泣》中既展現了單純的一面又散發了可愛魅力的一面,雖然還是個新人演員,卻在劇中展示出了穩定的演技,作為一名演員的發展可能性備受認可。李多寅出席活動時以一身黑色并帶有鮮花元素的時尚穿著亮相,營造出獨特的女人味,其中透視材質的運用更成為整體造型的亮點,她搭配的亮色手提包也給人帶來了視覺上的驚喜。