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1993年5月16日，出生于韩国首尔特别市。她从幼儿园开始就十分喜欢听音乐，经常跟着父亲去唱卡拉OK。在中学一年级时，她在体育老师的推荐下站上了学校演出的舞台，从那一刻起她就萌生了成为歌手的想法。
2007年10月，通过了LOENEntertainment的试镜，开始了为期10个月的练习生生活。
2008年9月18日，因在Mnet音乐节目《M!Countdown》中演唱歌曲《迷儿》而正式出道；9月24日，发行首张迷你专辑《LostAndFound》。
2009年4月16日，发行首张正规专辑《GrowingUp》；11月12日，发行第二张迷你专辑《IU...Im》。
2010年12月9日，发行第三张个人迷你专辑《Real》，其在主打曲《好日子》中连续三段的高音唱功也引起了粉丝的关注，她则凭借该曲分别于SBS音乐节目《人气歌谣》及KBS音乐节目《音乐银行》获得了出道后的首个三连冠。
2011年1月，首次挑战演技出演校园剧《dreamhigh》；3月20日，成为SBS音乐节目《人气歌谣》的固定主持人；6月18日，举办首次官方歌迷见面会及迷你演唱会；11月29日，发行个人第二张正规专辑《LastFantasy》。
2012年1月24日，在涩谷举行SHOWCASE，从而正式进军日本；3月21日，发行首张日文单曲《GoodDay》；5月11日，发行第七张迷你专辑《二十岁的春天》；6月，以首尔为起点，在釜山、大邱等韩国六座城市举行巡回演唱会；7月18日，发行第二张日文单曲《You&I》；12月29日，担任《SBS歌谣大战》的主持人。
2013年3月9日，搭档曹政奭主演的周末剧《最佳李顺心》播出；10月8日，发行第三张正规专辑《ModernTimes》，全辑13首歌曲均占据韩国音源榜第1至13名，并在iChart的周榜达成“PerfectAll-kill”的成就；11月20日，与张根硕合作主演的浪漫爱情剧《漂亮男人》播出。
2014年3月21日，在上海举办了进军中国的首场LiveShow；5月16日，发行翻唱专辑《花书签》，其中主打歌《我以前的故事》取得了iChart所有日榜一位，并达成“PerfectAll-kill”，亦成为了其第5首获得该称号的歌曲。10月2日，发行单曲《昭格洞》。
2015年3月，与金秀贤、车太铉、孔晓振合作主演职场剧《制作人》；5月18日，发行单曲《心》，该曲音源公开后登上了韩国各大线上音源榜的实时及日榜第一位，并在iChart取得一位；10月21日，在香港举行“2015I&UinHongKong”个人演唱会。
2016年7月9日，以广州为起点，陆续在长沙、南京、重庆、武汉、深圳和成都等7个中国城市举办“IUGOODDAYINCHINA2016”巡演；8月29日，与李准基、姜河那等人共同主演的古装爱情剧《步步惊心：丽》播出。
2017年3月24日，公开第四张正规专辑先行曲《夜信》，该曲成为韩国Melon音源榜单改版后第一首空降一位的歌曲，同时也于26日在韩国八大音源网站达成“PerfectAll-kill”。4月21日，正式发行第四张正规专辑《Palette》；9月22日，正式发行翻唱专辑《花书签2》。
2018年3月，与李善均搭档出演的都市剧《我的大叔》播出，她亦凭借此剧获得了多项提名与奖项；之后，主演了以不同主题、概念制作成的系列短片《Persona》，而这也是其出道后首次挑战大银幕。10月10日，发行出道10周年纪念数位单曲《BBIBBI》。
2019年7月13日，与吕珍九等人合作主演的爱情奇幻剧《德鲁纳酒店》播出；11月，发行专辑《Lovepoem》，其中主打曲《Blueming》横扫Melon、Genie、Bugs等主要音源排行榜实时榜单及日榜、周榜榜首，而此专辑在Hanteo榜上发售当天便获得超过12.5万张的销量。
2020年5月6日，发行与闵玧其合作的单曲《Eight》，而她也参与了歌曲的词曲创作。
2021年1月27日，推出单曲《Celebrity》，随后，发行第五张正规专辑《lilac》；2月1日，搭档宋康昊、姜栋元、裴斗娜等人加盟电影《掮客》；3月31日，与延宇振合作主演的短片《无处寻觅》上映；10月19日，发行单曲《Strawberrymoon》。
音乐专辑：《Lovepoem》、《lilac》、《BBIBBI》、《Palette》、《花书签1、2》、《CHAT-SHIRE》、《二十岁的春天》、《唠叨》、《IU...IM》、《mondayafternoon》等。
音乐单曲：《에잇(eight)》、《昭格洞》、《永恒之塔》、《你的意味》、《风之旋律》、《抓住我的手》、《IKNOW》、《礼物》、《因为是女子》、《Celebrity》等。
《德鲁纳酒店》、《我的大叔》、《步步惊心：丽》、《漂亮男人》、《最佳李顺心》、《蝾螈道士和影子操作团》、《dreamhigh》、《Welcometotheshow》等。
《掮客》、《无处寻觅》、《Persona》等。
2008年，获韩国文化体育观光部11月份最佳专辑奖-《LostandFound》。
2010年，获第25届韩国金唱片奖数位音源本奖-《Nagging唠叨》。
2010年，获第2届Melon音乐颁奖典礼十大歌手奖。
2010年，获我们的数字音乐奖6月份SongoftheMonth奖-《Nagging唠叨》。
2010年，获第17届韩国表演艺术奖新世代歌手奖。
2011年，获第3届Melon音乐颁奖典礼最佳歌曲奖-《好日子》。
2011年，获第3届Melon音乐颁奖典礼十大歌手奖。
2011年，获第13届Mnet亚洲音乐大奖最佳个人表演奖-《好日子》。
2012年，获第9届韩国大众音乐奖最佳流行歌曲奖-《GoodDay》。
2012年，获第9届韩国大众音乐奖最佳年度歌曲奖-《GoodDay》。
2012年，获第9届韩国大众音乐奖最佳女歌手奖。
2012年，获第24届韩国PD大赏歌手部门奖。
2012年，获第27届日本金唱片大赏亚洲区三大新人奖。
2014年，获第16届Mnet亚洲音乐大奖最佳女歌手奖。
2014年，获第6届Melon音乐颁奖典礼十大歌手奖。
2014年，获第6届Melon音乐颁奖典礼年度最佳艺人奖。
2017年，获第9届Melon音乐颁奖典礼年度专辑-《Palette》。
2017年，获第9届Melon音乐颁奖典礼最佳作曲家奖。
2017年，获第9届Melon音乐颁奖典礼十大歌手奖。
2017年，获第7届GaonChartK-POP大奖制作人奖-《Palette》。
2017年，获第7届GaonChartK-POP大奖作词家奖。
2017年，获第19届Mnet亚洲音乐大奖最佳女歌手奖。
2018年，获第32届韩国金唱片奖音源部门大奖-《夜信》。
2020年，获第22届Mnet亚洲音乐大奖最佳歌唱表演歌手。
2020年，获第22届Mnet亚洲音乐大奖最佳女歌手。
2020年，获第22届Mnet亚洲音乐大奖最佳合作奖。
2020年，获亚洲流行音乐大奖海外最佳作词人-《Lovepoem》。
2020年，获亚洲流行音乐大奖海外最佳制作人-《Lovepoem》。
2021年，获第35届金唱片大奖音源部门大赏-《Blueming》。
2022年，获第19届韩国大众音乐奖最佳流行唱片-《LILAC》。
2022年，获第19届韩国大众音乐奖最佳流行歌曲-《NAKKA》。
2010年，获SBS演艺大赏综艺新人大奖-《英雄豪杰》。
2013年，获KBS演技大赏新人女演员奖-《最佳李纯信》。
2013年，获KBS演技大赏最佳CP奖-《最佳李纯信》。
2018年，获大田电视剧节中篇电视剧女子最优秀演技赏-《我的大叔》。
2019年，获第55届韩国百想艺术大赏电视类女子人气奖-《我的大叔》。
2020年，提名第56届韩国百想艺术大赏电视类最佳女主角-《德鲁纳酒店》。
2011年，获第5届MNET20'SCHOICEHOT广告明星奖。
2011年，获第4届风尚达人奖10StyleIcon。
2015年，获第6届韩国大众文化艺术奖国务总理表彰奖。
2015年，获韩国盖洛普调查歌手部门第二位。
李知恩长得清新甜美，有着一身邻家少女的气质，但在音乐上却表现强劲，她的声音干净、透明，教人动容，既有偶像歌手的外表也有实力歌手的能力。（腾讯娱乐评）
李知恩非常有实力，日后还有很大的发展空间。（歌手成始璄评）
她从来不会把错误推给别人，做得好就是作曲家和工作人员的功劳，不好的话就审视自己。她自尊心很强，没有受害意识，年纪小却内功强大，非常成熟，从她身上能够学到很多。（金伊娜作词家评）
