2005年，韩艺璃在韩国艺术综合大学传统艺术学院就读期间帮助隔壁电影学院的朋友编排电影中需要的舞蹈，以此为契机进入了电影界。

2007年，接受电影学院朋友的邀约，主演电影学院的毕制作品《长颈鹿与非洲》，并在第12届釜山国际电影节上首次亮相，以本名金艺利正式出道，韩艺璃也凭借该片首次获得韩国Mise-en-scene短片电影节评审部门演技奖 。同年，出演电影《影子》，并帮助电影进行舞蹈编排。2008年，主演独立电影《蓝色江流淌》，饰演中国朝鲜族第二初级中学的三年级学生淑仪 。

2009年，韩艺璃主演电影《向着大海，再一步》，在片中饰演患有在成年人中得病率只有1%的“嗜眠症”的女高中生媛优 ，并演唱OST《再一步》；同年，主演独立电影《寸铁杀人》百年偕老外传篇，并以此电影再次获得韩国Mise-en-scene短片电影节评审部门演技奖 ；同年10月，出演爱情电影《坡州》，饰演女主角恩模最好的朋友美爱 ；同年11月，主演电影《归乡》，饰演素妍 。

2010年，韩艺璃在恐怖电影《校园鬼》中饰演女孩金兰 ；同年，韩艺璃特别出演电视剧《一号国道》，饰演军中护士曹仁淑；。2011年，韩艺璃主演分段式电影《平凡的日子》，在片中饰演承受着失恋的痛苦，又遭遇车祸的“孝利”一角 。

2012年，韩艺璃与河智苑、裴斗娜合作主演根据真实事件改编的体育励志电影《朝韩梦之队》，饰演有着不服输的性格和良好心理素质的朝鲜乒乓球选手俞顺福 ，这是韩艺璃首次挑战商业片，她也凭借该片入围当年多个电影奖项的新人奖，并获得了第49届韩国百想艺术大赏电影部门最佳新人女演员奖 。

2013年2月，韩艺璃与金允石、吴妍秀、金成钧共同主演喜剧电影

《南方大作战》，饰演男主人公崔海甲叛逆的大女儿民珠 ；同年5月，韩艺璃主演独立电影《幻想中的你》，饰演成车京；同年9月，出演谍战喜剧电影《K先生》，饰演朝鲜天才物理学家白雪熙；主演KBS独幕剧《烟雨的夏天》，饰演李烟雨并亲自演唱OST，年末则凭借该剧获得2013年KBS演技大赏Drama Special部门女子独幕剧奖 ；同年11月，携手T.O.P、金裕贞主演动作电影《同窗生》，饰演男主角明勋唯一的朋友“李慧仁”一角。

2014年5月，担任首尔国际女性电影节宣传大使；7月，韩艺璃特别出演古装动作电影《群盗：民乱的时代》；同年8月，担任韩国影像资料馆宣传大使 ，并拍摄为其拍摄了宣传片；随后，与金允石、朴有天合作主演的惊悚电影《海雾》上映，饰演偷渡的中国朝鲜族少女红梅 ，该片改编自真实事件并获选代表韩国角逐第87届奥斯卡金像奖最佳外语片 ，韩艺璃也凭借该片获得第51届韩国电影大钟奖、第35届韩国青龙电影奖、第51届韩国百想艺术大赏等奖项的最佳女配角奖提名和春史电影奖的最佳女主角提名 。

2015年10月，韩艺璃出演的由张律执导的电影《胶片时代的爱情》在韩国上映 ；同年12月，搭档尹启相主演根据同名话剧改编的爱情喜剧电影《戏剧性的一夜》，在片中饰演"郑诗厚"一角 。

2016年1月，韩艺璃特别出演SBS25周年特别企划剧《六龙飞天》，饰演拥有反转身份的芸娘 ；同年6月，韩艺璃与安圣基、赵震雄合作主演动作惊悚电影《狩猎》，在片中饰演智障少女金阳顺 ；同年7月，主演JTBC金土剧《青春时代》，在剧中饰演金融学系大四学生尹真明 ；同年8月，韩艺璃主演电影《最坏的一天》上映，饰演演员志愿生恩熙 ，凭借该片获得第53届百想艺术大赏、第37届韩国青龙电影奖等奖项的最佳女主角提名；同年10月，受邀参与罗允权歌曲《Love Therapy》的Featuring ，随后，再次与导演张律合作的电影《春梦》上映 ，并凭借该片获得了第18届釜山电影评论家协会奖最佳女主角奖 。

2017年8月，韩艺璃主演JTBC金土剧《青春时代》的续集《青春时代2》，饰演尹真明 ；而与此同时，她主演的分段式电影《桌子》在韩国正式上映，饰演恩熙 ，并凭借该片获得第一届申Film艺术电影节的商业电影部门最佳女主角奖 ；同年7月，确定出演同名动画电影改编的真人电影《人狼》，饰演具美京 ；11月，被委任为新一任首尔特别市宣传大使 。

2018年，主演SBS电视台水木剧《Switch-改变世界》，饰演热血检察官吴夏拉 ；同年5月，与马东锡、权律合作主演的电影《冠军》上映 ，饰演生活力100段的单亲母亲秀真。