李恩珠在全罗北道群山市出生，首尔的檀国大学戏剧电影学系毕业。高中时，曾担任制服形像模特儿。1998年，首次主演电视剧，在SBS电视台的《白夜3.98》演出。1999年，首度参与电影，于《红鳟》演出。2001年，她透过试镜成为当时著名新进导演洪尚秀的作品《处女心经》（오! 수정）的女主角，并凭着本片夺得大钟赏的新人奖。2004年，她在当时韩国史上第二入场观看率的电影《太极旗飘扬》中担任女主角，饰演朝鲜战争中为求家庭生计而参与共产党集会并被因此被南方政府枪杀的角色。
2005年2月22日，在京畿道城南市盆唐区的公寓中被家人发现留下遗书，并且同时割腕及上吊双料自杀。由于李恩珠是基督徒，她的自杀事件使人感到奇怪。有报导指她在2004年拍摄电影《红字》（the Scarlet Letter，意思即“朱红色的字”）时由于有裸露及与性爱场面，因而受到精神压力长期失眠。这个说法受到经理人公司否认；而且，她早在《处女心经》时都已经有裸露及做爱的场面（但镜头经过黑白处理）。然而，另有一个说法，指李恩珠自从《爱的蹦极》开始，到《向左爱向右爱》及《太极旗飘扬》，她所演的角色不是意外早死、就是因病早逝，都是红颜薄