1975年10月29日，出生于台湾，10岁的时候随家人去了美国洛杉矶。在美国拿到加州大学经济和文学双学位后回到台湾，父母兄妹则居住在美国。
1994年，参演首部电视剧《新少林五祖》，饰演宝芬一角。
1996年，参演电视剧《巴达缘来是你》。同年参演电视剧《喜乐会》，饰演慕晴一角。
1999年，赴香港发展；同年，参演由王晶执导的电影《赌侠大战拉斯维加斯》，在剧中扮演阿扁一角。
2000年，主演王晶导演的电影《制服诱惑2》；同年加入中国星集团。
2001年，在杜琪峰执导的电影《全职杀手》中饰演Chin一角；同年参演徐克执导的电影《蜀山传》。
2004年，在电视剧《摇摆女郎》中饰演公关经理姚曼；同年参演电影《辣妹特工之危机四伏》。
2005年，发行写真集《叛逆》。
2006年，加盟电影《东京审判》，片中她一改往日的性感造型，穿上复古的衬衫和长裙，饰演职业记者芳子。
2007年，与古天乐、任达华共同出演电影《铁三角》，饰演张美华一角；同年，凭借电影《父子》获得第26届香港电影金像奖最佳女配角提名。
2009年，参演电影《气喘吁吁》，饰演秘书明辰；同年在关锦鹏执导的电影《用心跳》中饰演保洁公司老板娘。
2010年3月，出席“香港专业电影摄影师学会22周年庆典”晚宴，获颁“专业电影摄影师眼中最具魅力女演员奖”；凭借《再生号》获得第14届华语榜中榜颁奖典礼最佳电影女演员奖；同年主演由朱延平执导的古装武侠喜剧电影《大笑江湖》。
2011年7月2日，主演的电影《夺命心跳》在全国公映，在片中饰演林嫣一角。
2012年，淡出娱乐圈，专心相夫教子。
《制服诱惑2》、《再生号》、《东京审判》、《夺命心跳》、《大笑江湖》、《气喘吁吁》、《剑雨》、《窈窕绅士》、《文雀》、《登机门》、《父子》、《铁三角》、《赌侠大战拉斯维加斯》、《千王之王》、《蜀山传》、《暗战2》、《辣妹特工之危机四伏》等。
《义本无悔》、《红花女人》、《摇摆女郎》、《七年级生》、《欢喜人家》、《新楚留香》、《幻影天使》。
2007年，提名第26届香港电影金像奖最佳女配角-《父子》。
2008年，提名第17届金鸡百花电影节最佳女主角-《东京审判》。
2010年，获第14届华语榜中榜颁奖典礼最佳电影女演员-《再生号》。
2010年，获2009年度专业电影摄影师眼中最具魅力女演员。
2011年，提名第3届澳门国际电影节最佳女主角-《夺命心跳》。
林熙蕾很努力，很用心。片中有很多动作戏，林熙蕾都亲自去演。《大笑江湖》里，包括曾志伟、陈志朋、吴宗宪在内的几位台湾演员用的都是配音，只有林熙蕾用的是自己的声音，这一点便和她在拍摄时的用心有关。（朱延平评）
林熙蕾的美是有距离感的，神秘、冷艳。（南方都市报评）
林熙蕾刚出道的时候，她就以其青春靓丽、热情洋溢的形象在镜头前展现了自己的魅力。（《精品购物指南》评）
林熙蕾在生活里她是个安静的人，有着传统的理念。（网易评）
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