1982年，林忆莲16时报名参加香港商业电台节目《第一次》DJ的招募而被取录，并成为商业二台兼职DJ；之后，林忆莲将艺名改为“六一一”，并主持了香港商业电台节目《六一一学生 周记》。

1983年，担任香港商业二台全职唱片DJ；同年，在一次电台表演中，她演唱英文歌《Crying in the Rain》时，被新力音乐看中，从而成为旗下合约歌手。

1984年，出演高志森执导的剧情电影《圣诞快乐》，在片中饰演健康舞班的同学，这是她的首部电影作品，从而正式进军影坛；同年，与张国荣、冯淬帆、楼南光合作主演警匪动作喜剧电影《龙凤智多星》，在片中饰演“单眼皮”。

1985年，推出首张个人粤语专辑《林忆莲》，收录了包括《不想你走》、《高速爱情车》等在内的10首歌曲，从而正式进军歌坛。

1986年，出演黎应就执导的动作电影《冒牌大贼》，在片中饰演包租婆的女儿蒙珠；随后，担任无线电视台音乐节目《新地任你点》的主持人；同年5月，推出第2张个人粤语专辑《放纵》。

1987年2月，推出第3张个人粤语专辑《忆莲》；同年，与张学友、许冠英合作主演惊悚悬疑电影《猛鬼学堂》，在片中饰演扫把星；同年8月，推出第4张个人粤语专辑《灰色》，收录了包括《只可活一次》、《某一个终点》等在内的10首歌曲。

1988年，为日本动画电影《风之谷》演唱主题曲《绿水清风》；同年6月，推出第5张个人粤语专辑《Ready》，整张专辑以爵士、R&B风格为主；同年12月，推出第6张个人粤语专辑《新装忆莲》，这是她的首张混音专辑；随后，推出第7张个人粤语专辑《都市触觉 Part 1》，这是她加盟华纳唱片后的首张专辑；此外，她还参加了“日本横滨音乐节”。

1989年，与郑裕玲、王祖贤合作主演剧情电影《打工狂想曲》；2月，与王杰合唱粤语歌曲《温柔的你》，收录于王杰首张个人粤语专辑《故事的角色》中；同年10月，推出第8张个人粤语专辑《都市触觉 Part 2 - 逃离钢筋森林》；此外，她还在美国举行巡回演唱会，包括芝加哥、洛杉矶、波士顿等地。

1990年，出演泰迪罗宾执导的剧情电影《乱世儿女》；同年4月，推出第9张个人粤语专辑《都市触觉之推搪》；同年8月，推出第10张个人粤语专辑《都市触觉 Part 3 - Faces & Places》；同年12月，推出首张个人普通话专辑《爱上一个不回家的人》，收录了包括《走在大街的女子》、《情人的眼泪》等在内的10首歌曲；此外，她还获得了“叱咤乐坛流行榜颁奖典礼”叱咤乐坛女歌手金奖。

1991年2月，推出第11张个人粤语专辑《梦了、疯了、倦了》；同年7月，在香港红磡体育馆举行“意乱情迷”演唱会，这也是她出道以来首次举办个人演唱会；同年10月，推出第2张个人普通话专辑《都市心》；同年12月，推出第12张个人粤语专辑《野花》，整张专辑以花作主题，其中主打歌《再生恋》则将上海越剧元素与HipHop节奏糅合；此外，她还在日本举行了4场个人巡回演唱会，包括东京、大阪、名古屋等地。

1992年，与李宗盛为电影《霸王别姬》合唱主题曲《当爱已成往事》，这是她与李宗盛的首度合作；随后，李宗盛为林忆莲度身订造歌曲《不必在乎我是谁》；同年10月，推出第13张个人粤语专辑《回来爱的身边》。

1993年4月，推出第14张个人粤语专辑《不如重新开始》；同年5月，推出第3张个人普通话专辑《不必在乎我是谁》；同年7月，在红磡香港体育馆举行“天地野花1993情撼红馆演唱会”，而一连十场的特别嘉宾皆为李宗盛；同年，获得“叱咤乐坛流行榜颁奖典礼”叱咤乐坛女歌手银奖。

1994年3月，推出首张个人日语专辑《Simple》；同年5月，推出第15张个人粤语专辑《Sandy'94》；随后，担任吕方《流浪花》MV的女主角；同年6月，在香港伊利沙伯体育馆举行“赤裸多些忆莲那音乐会”。

1995年1月，推出第4张个人普通话专辑《Love Sandy》；同年3月，推出第2张个人日语专辑《Open Up》；同年，其演唱的歌曲《伤痕》获得“第二届华语榜中榜”Channel [V]中文Top 20榜中榜歌曲。

1996年1月，推出第16张个人粤语专辑《感觉完美》；同年2月，推出首张个人英语专辑《I Swear》；随后，与齐豫举行“齐手相莲超级歌友会”；同年7月，推出第5张个人普通话专辑《夜太黑》；随后，举行“Love Sandy 亚洲巡回演唱会”。

1997年1月，推出第2张个人英语专辑《美妙世界》；随后，应张学友的邀请，临时顶上在香港体育馆演出一连42场音乐舞台剧《雪狼湖》，并饰演了女主角宁静雪。

1999年1月，推出第6张个人普通话专辑《铿锵玫瑰》，整张专辑加入了许多欧美的音乐元素。

2000年1月，推出第7张个人普通话专辑《林忆莲's》，收录了包括《至少还有你》、《没有人抽烟》等在内的；随后，在台北举行“至少还有你电视演唱会”；同年11月25日，在新加坡举行“Music Fest 2000”音乐会；同年12月，推出第8张个人普通话专辑《2001莲》；此外，她还获得了“第一届ACMA亚洲中文金曲奖”最佳演绎女歌手奖，而专辑《林忆莲's》和歌曲《至少还有你》则分别获得亚洲传媒推介专辑大奖、年度金曲奖。

2001年4月21日，获得首届音乐风云榜港台年度最受欢迎女歌手奖，而歌曲《至少还有你》则获得了港台年度最佳单曲奖；同年，获得“CCTV-MTV音乐盛典”最佳女歌手奖；随后，她又获得了“新加坡金曲奖”最佳演绎女歌手奖、“第二届音乐风云榜”年度最受欢迎女歌手奖；同年12月，推出第9张个人普通话专辑《原来…林忆莲》，不仅亲自担任专辑的监制，还与黄韵仁共同制作该专辑。

2002年1月，担任梁咏琪“G For Girl演唱会”的表演嘉宾；同年3月16日，在新加坡举行“回到原来签唱会”；同年，为音乐剧《悲惨世界》演唱中文主题曲《属于我》；随后，推出个人精选辑《属于我的林忆莲》；同年6月，推出第17张个人粤语专辑《Encore》；同年，举行“忆莲演唱会”；同年9月1日，获得“新加坡金曲奖”亚太最受推崇女歌手奖、流行乐坛荣誉奖；同年10月19日，获得“莱卡风尚颁奖典礼”风尚突破创意歌手奖。

2003年1月，林忆莲参加中央电视台春节联欢晚会，并演唱歌曲《至少还有你》；同年9月10日，参加在香港会展中心举行的“继续张国荣慈善音乐会”；同年10月31日，担任黄耀明“满天神佛椤命舞会”的表演嘉宾；同年11月1日，获得“中国原创音乐流行榜”荣誉歌手奖；同年11月14日，担任梅艳芳“经典金曲演唱会”的嘉宾，并与梅艳芳合唱歌曲《明星》；随后，在美国康州举行两场“林忆莲感恩节演唱会”，特别嘉宾则由黄耀明担任。

2004年2月22日，参加在东京NHK剧场举行的“日中友好歌谣祭”；同年3月，与伦永亮于红磡香港体育馆举行五场“Volvo Cars港乐X林忆莲X伦永亮”演唱会；同年11月，参与《乐行佛国》合辑的录制，并用藏语演唱了2首两首佛经歌曲；同年，为电视剧《有泪尽情流》演唱同名主题曲 《有泪尽情流》。

2005年9月5日，获得“第五届全球歌曲排行榜”终身成就奖；同年11月，推出第18张个人粤语专辑《本色》，收录了包括同名主打歌《本色》、抒情歌曲《不敢奢想改变你》等在内的10首歌曲；随后，在红磡香港体育馆举行4场“夜色无边演唱会” 。

2006年4月2日，凭借专辑《本色》获得“第六届音乐风云榜”粤语最佳女歌手奖；同年8月，推出第10张个人普通话专辑《呼吸》，收录了包括抒情摇滚曲风《词不达意》、抒情歌曲《相信》等在内的14首歌曲；同年9月，与松任谷由实、平原绫香、美玲一同录制歌曲《Color Of The Moon》；随后，参加在日本名古屋举行的“Friends Of Love The Earth 2006音乐会”；同年11月18日，在南京五台山体育馆举行“林忆莲依然风尚南京演唱会”；此外，她还推出了个人精选辑《回忆莲莲》，共收录了包括《梦醒时分》、《领悟》等在内的33首歌曲。

2007年2月24日，在金沙娱乐场演奏厅举行“澳门金沙-夜色无边演唱会”；同年3月20日，担任“香港国际电影节暨第一届亚洲电影大奖颁奖典礼”的表演嘉宾；同年5月，凭借专辑《呼吸》入围“第18届台湾金曲奖”最佳国语女歌手奖；同年，举行10场“忆莲Live07演唱会”。

2008年12月31日，参加东方卫视“梦圆东方”跨年演唱会，并演唱了《当爱已成往事》、《他们都是我们的孩子》等歌曲。

2009年1月29日，林忆莲举办“LIVE09墨尔本演唱会”；同年4月7日，参加了在湖州师范学院举行的“欢乐中国行魅力珀莱雅”演出；同年4月19日，担任“香港电影100周年暨第28届香港电影金像奖颁奖典礼”的表演嘉宾，并演绎了多首香港电影歌曲；同年12月31日，参演湖南卫视跨年演唱会，并演唱了《Better Man》、《伤痕》等歌曲。

2010年1月，参加东方卫视春节联欢晚会；同年，举行“一〇忆莲”演唱会；同年5月15日，参加在长沙举行的“古越楼台魅力长沙群星演唱会”。

2011年，为电视剧《出轨的女人》演唱主题曲《两心花》及插曲《闭上了流泪的眼》；同年6月，《枯荣》的MV正式上线；同年9月，在红馆举行一连三晚的演唱会；同年，推出个人环保公益单曲《柿子》，并自费去冰岛取景拍摄MV。

2012年4月15日，其演唱的歌曲《两心花》获得“第31届香港电影金像奖”最佳原创电影歌曲；同年7月，推出与伦永亮合唱的普通话歌曲《暖》；同年9月21日，推出第11张个人普通话专辑《盖亚》。

2013年5月12日，在上海大舞台举行“MMXIII巡回演唱会”；同年7月6日，获得“第24届台湾金曲奖”最佳国语女演唱人奖、最佳专辑制作人奖，而专辑《盖亚》则获得最佳年度专辑奖；同年9月28日，获得“第13届华语音乐传媒大奖”最佳国语女歌手奖、最佳制作人奖、年度艺人奖，而专辑《盖亚》则获得年度国语专辑奖；同年12月31日，参加江苏卫视跨年演唱会，并演唱了《至少还有你》等歌曲。

2014年1月，推出第21张个人粤语专辑《Re: Workz》；同年9月，参加“MAN POWER先生力量”演唱会。

2015年2月，参加安徽卫视春节联欢晚会，并演唱了《至少还有你》等歌曲；同年6月，推出翻唱五月天的歌曲《盛夏光年》，收录于《女也herstory with Mayday》合辑中；同年，担任东方卫视明星歌唱竞技节目《中国之星》的推荐人；同年12月31日，参加浙江卫视“奔跑吧2016”跨年演唱会。

2016年，举行“Pranava / 造乐者世界巡回演唱会” ；同年5月16日，推出第22张个人粤语专辑《陪着我走 in Search of Lost Time》，而专辑封面采用的则是手绘画像；同年，为电影《天亮之前》演唱主题曲《诱惑的街》；同年12月31日，参加湖南卫视跨年演唱会，并演唱了《当爱已成往事》、《词不达意》等歌曲。

2017年1月，作为首发阵容参加湖南卫视原创歌手竞赛真人秀节目《歌手》，最终获得总决赛冠军；同年4月17日，推出个人单曲《我不能忘记你》，并作为电影《记忆大师》的主题曲；7月20日，获得首届唱工委CMA音乐颁奖盛典年度女歌手奖；10月，担任浙江卫视励志音乐竞技真人秀节目《梦想的声音第二季》的导师；12月31日，参加湖南卫视跨年演唱会，演唱了《蓝莲花》、《不必在乎我是谁》等4首歌曲。

2018年8月20日，与张惠妹共同为电视剧《如懿传》演唱的主题曲《双影》正式上线；12月21日，推出第12张个人普通话专辑《0》，收录了包括《沙文》、《纤维》等在内的10首歌曲，这是她时隔6年后发行的普通话音乐专辑，该专辑不仅被《新京报》评为年度十佳华语专辑，还被《南方都市报》评为年度十大华语唱片。

2019年5月，凭借专辑《0》入围第30届台湾金曲奖最佳国语女歌手奖，而专辑《0》及歌曲《沙文》则分别入围最佳国语专辑奖、年度歌曲奖；6月29日，获得第30届台湾金曲奖最佳国语女歌手奖，专辑《0》获得最佳演唱录音专辑奖；8月30日，与张惠妹合唱的歌曲《双影》获得华人歌曲音乐盛典年度金曲奖。