2002年林伊婷参加第二届CCTV舞蹈大赛并获得优秀表演奖;2003年参加第七届桃李杯舞蹈赛获表演二等奖;2004年参加第六届全国舞蹈赛,获得最受观众欢迎奖和表演一等奖。2006年考入中央戏剧学院表演系,在校期间参演多部话剧;2009年出演首部电视剧《车师古道》。2010年林伊婷参演首部电影《你好宝贝》,正式进入娱乐圈。2011年挑大梁出演历史传奇剧《汉口码头》和《女人的天空》,其中《汉口码头》于2012年登陆央视八套热播。2012年林伊婷和宁静、高虎等主演《四川往事之有多少爱可以重来》,在剧中饰演孟若因;同年参演张新建导演的电视剧《知青》和古装情感剧《十三格格新传》;9月份参演时尚偶像情感剧《城市恋人》。2013年林伊婷参演年代历史商战剧《青岛往事》和年代爱情战争剧《情仇姐妹》。8月份参演改编自郭小川的同名叙事长诗《一个和八个》,饰演桃花;10月份林伊婷、曹云金等主演的战争爱情剧《兵临村下》播出,林伊婷担任女主角张冉冉;11月份年参演古装历史剧《上官婉儿》;12月份林伊婷、罗晋等主演的青春爱情剧《爱的相对论》播出。2014年参演青春偶像剧《花样跳水少年》《跟我回家》、《老农民》等电视剧,同年播出首部古装剧《剑侠》,剧中林伊婷素雅出镜,电视剧《跟我回家》也于同年11月18日登陆东方卫视、黑龙江卫视。2014年12月22日,农民史诗剧《老农民》登陆山东卫视、北京卫视、河南卫视、黑龙江卫视上星首播,林伊婷在剧中饰演直率倔强的小娥子,与牛莉演绎母女情深。2014年12月至2015年2月,参演抗日题材电视剧《大道天行》,在剧中林伊婷饰演豪情万丈、敢爱敢恨的秦心蓝。2018年12月11日,参演的电视剧《大浦东》播出,在剧中饰演钱青青。2020年3月17日,主演的电视剧《鸡毛飞上天》在湖北卫视播出,在剧中饰演巧姑。2021年5月26日,参演的电视剧《好雨知时节》定档在山东卫视、爱奇艺播出。