2009年八月，她分别在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校电机系和普林斯顿大学的电脑科学系分别担任助理教授的工作。2009年她在史丹佛大学担任助理教授，并在2012年被晋升为终身职的副教授。
研究.李飞飞的研究领域主要为电脑视觉、认知神经科学、电脑神经科学和大数据分析。她出版了超过百篇学术论文。她的文章常出现在电脑科学和神经科学相关期刊，包括自然、美国国家科学院院刊、神经科学期刊、电脑视觉与模式辨识大会、国际电脑视觉大会、神经资讯与处理、欧洲电脑视觉大会、国际电脑视觉期刊、电机电子工程师