2001년 성균관대학교 연기예술학과에 입학하여 연출을 하다가 지도교수 눈에 띄어 연극을 한 것을 계기가 되어 연기에 입문하였다. 2004년 부산의 가마골 소극장에서 연극 '서툰 사람들'의 화이라는 역을 맡았다. '서툰 사람들'은 2개월 정도의 장기 공연이었고 화이 역에 이민정을 포함해 4명의 배우가 캐스팅되었는데 이민정은 가장 화이 같은 배우라는 평을 들었다고 한다.

이후 장진의 '아는 여자'로 영화에 데뷔했다. 공식적인 첫 번째 주연작은 민병훈의 '포도나무를 베어라'이다. 첫 주연작인 이 영화에서 1인 2역을 소화했는데 두 인물 간의 차이를 두기 위해서 각기 다른 렌즈를 착용했다고 한다. 영화 자체는 평론가들의 호평을 받았으나 독립영화의 특성상 큰 흥행은 하지 못했다.

첫 번째 TV 드라마 출연작은 SBS에서 2005년 방송한 금요드라마 '사랑공감'이다. 여기서는 딸 하나를 가진 이혼녀를 연기했다.

MBC의 '있을 때 잘해, 깍두기, 누구세요' 등 몇몇 드라마와 영화에 조, 단역으로도 출연했으나 주목받지는 못했다.

2009년 '꽃보다 남자'에서 남자 주인공 구준표(이민호 분)의 약혼녀 하재경으로 출연하면서 주목을 받기 시작했다. 동년에 '그대 웃어요'에서 처음으로 주연에 발탁되면서 좋은 연기를 보여주며 입지를 굳혔다.

'그대 웃어요'의 인기로 디시인사이드에 이민정 갤러리가 생성되었다. 이민정 역시 스스로도 '그대 웃어요'의 주연으로 발탁된 것을 중요하게 생각하는 듯.

2010년 개봉한 영화 '시라노 : 연애조작단'에서 흥행을 이끌어 인기 상승가도를 달리고 있으며 차기작 전망은 밝다. 이민정은 2010년 대한민국 영화대상을 제외한 모든 영화제에서 신인상 후보에 올라 신인상을 싹쓸이했다.