고등학교 3학년 때까지 피아노를 연습하며 음대 준비를 하고 있던 중에, 부모님 권유로 모델로 데뷔했다. 학교에서 체육부장을, 동아리는 댄스부였다고 한다. 일단 대회에 나가 보라고 해 준비를 하게 됐고, 슈퍼모델 선발대회에서 톱 11에 들었다. 그때부터 여러가지를 준비하고 배우는데 무척 재밌었고, 세상에 이렇게 신나는 일이 있을까 싶을 정도여서 그렇게 하나씩 화보도 찍고 쇼에도 서다 보니 모델이 돼 있었다고 한다. "피아노는 아쉽지만 내가 이 일을 못 만났으면 어떻게 됐을까 생각된다"고 한다.

2008년 SBS 슈퍼모델 선발대회에 참가해 렉스상을 수상하면서 모델로 데뷔했고, 2011년 CF 'SK텔레콤 호핀'으로 광고계에 데뷔했다.

2009년에는 포항시에서 열린 SBS '아시아 태평양 슈퍼모델 선발대회'에 참가해 유닉스헤어 뉴스타일상 수상과 함께 TOP 10에 진출하는 쾌거를 이뤘다.

2014년 7월 SBS 드라마 《괜찮아 사랑이야》를 통해 본격적인 배우의 길을 걷는다. 삐딱한 불량소녀 오소녀로 열연을 펼쳐 드라마 첫 데뷔와 동시에 포털사이트 실시간 검색어 1위를 기록하며 시청자들과 네티즌들의 뜨거운 관심을 모았다. 오소녀는 반항기 가득한 고등학생이었다가, 카페 아르바이트를 시작하게 되면서 점차 세상의 따뜻함을 배워가는 인물이다.

첫 연기이자 데뷔작임에도 안정적이고 자연스러운 연기력과 개성적인 캐릭터를 구축하며 모델 출신의 배우 유망주로 떠올라 대중들에게 자신의 존재감을 알렸다. 우유빛깔 피부와 쭉쭉 뻗은 팔 다리와 어디서도 본 적 없는 신비로운 마스크에 독보적인 아우라로 톡톡 튀는 드라마 속 캐릭터까지 꽤 짧은 시간 안에 시청자를 사로잡았다. 또한 브라운과 핑크 투톤 컬러의 헤어와 투명한 피부가 조화를 이루며 마치 인형같은 외모를 가져 불량스럽지만 귀여운 오소녀의 매력을 당찬 연기로 극대화시켰다.

본래 연기를 할 마음이나 계획이 없었고 '괜사'에 캐스팅된 건 정말 우연한 기회였다. 김규태 감독이 새로운 얼굴을 찾고 있던 찰나, "최근 모델 출신 연기자들이 연거푸 성공하니 모델계를 주목해보라"는 조언을 들었고, 때마침 김규태 감독의 딸이 모델 이성경의 팬이었다고 한다. 이 모든 예상치 못한 상황들이 맞물려 기회가 찾아온 것이다. 인터뷰

2015년 MBC 주말드라마 《여왕의 꽃》에서 강이솔 역으로 출연했다. 야망으로 가득 찬 여자와 그녀가 버린 딸이 재회하게 되면서 벌어지는 일을 그린 이야기다. 단 한 작품을 끝으로 단숨에 첫 주연을 맡게 되었다. 함께 호흡을 맞춘 윤박은 인터뷰에서 이성경을 두고 "'이성경스럽다'는 단어가 생긴다면, 사막에 나 홀로 떨어지는 극한 상황을 만나도 그 속에서 즐거움을 찾는 긍정적인 성격을 뜻해야 할 거에요. 지난번 대본 리딩으로 만났을 때 홀로 파리를 비 맞으면서 여행했던 이야기를 들려 주었는데 정말 멋지다는 생각이 들었어요"라고 말했다. 이성경 스스로는 "예쁘게 나오는 건 관심사가 아니다. 온통 연기에만 집중하고 있다"고 했다.