2010年，李佳薇参加了台湾《超级星光大道》歌唱比赛，并在最后四轮的比赛中全部拿到满分30分，最终成为该赛事的第一位马来西亚籍的冠军歌手；之后，李佳薇签约华纳音乐正式出道歌坛。

2011年，李佳薇发行了个人的首张音乐专辑《感谢爱人》，专辑主打歌《煎熬》则获得了HITO流行音乐奖Hito网络MV点击人气奖。

2012年，李佳薇出席了第三届马来西亚MY Astro至尊流行榜颁奖典礼，并一举拿下了包括My Astro至尊流行榜至尊新人、至尊人气、至尊金曲在内的三个奖项；同年，李佳薇还在第23届台湾金曲奖颁奖典礼上获得了最佳新人的提名；此外，李佳薇还客串出演了个人的首部大银幕作品《金童玉女》，并为该片演唱了主题曲《Beautiful》。

2013年，李佳薇参加了湖南卫视举办的《中国最强音》节目，并成功的晋级到了12强，但之后却因为个人原因退出了此后的比赛；同年，李佳薇还获得了AIM中文音乐奖最佳新人银奖。

2014年，李佳薇发行个人的第二张专辑《天堂/悬崖》；同年5月，李佳薇开始参加安徽卫视推出的音乐对战真人秀节目《我为歌狂第二季》，而她与小沈阳、多亮组成狂飙战队，则在车轮战中以5连胜的战绩挺进总决赛，最终获得亚军，李佳薇个人则凭借不俗的表现获得了比赛的最佳歌手奖，而直至比赛结束狂飙战队的三位歌手均未被淘汰，这也创下了歌狂的历史记录 。

2015年，李佳薇以踢馆选手身份参加了湖南卫视歌唱竞技真人秀《我是歌手第三季》第三轮踢馆赛，并演唱歌曲《煎熬》，但却踢馆失败；同年3月20日，李佳薇又在节目中第一位出场并演唱了歌曲《寂寞先生》；同年9月，李佳薇还参加了江西卫视金曲互动沙龙秀《超级歌单》，并演唱了那英的代表作《征服》和庾澄庆的代表作《让我一次爱个够》。

2016年，李佳薇发行了第三张个人专辑《爱的风暴》，而专辑想要表达的则是世界上每个人都有自己的特别之处，要学着欣赏自己的优点，活得有魅力，才是真的有意义；同年6月，李佳薇又举办了个人首场户外演唱会。

2017年1月31日，李佳薇的单曲《炼爱》荣获Billboard Radio China2016年度华语十大金曲奖；3月18日，李佳薇在南京拉开了“爱的风暴”个人巡回演唱会的帷幕。

2018年6月8日，李佳薇发行了个人第四张音乐专辑《相反的是》，李佳薇在专辑中则推翻了大家对她的刻板印象，展现了活泼、个性的面貌。