2010年李惠利成为Girl's Day组合的新成员，并且首次推出单曲《Twinkle Twinkle》。在2011年Girl’s Day推出第三张单曲《Girl's Day Party #2》；7月7日，Girl’s Day推出第二张迷你专辑《Everyday》；9月2日，推出第四张单曲《Girl's Day Party #4》。

在2014年，李惠利出演JTBC火耀迷你剧《仙岩女高侦探团》。

2015年1月21日，李惠利出演SBS水木剧《海德、哲基尔与我》

2013年4月，李惠利和Tony An的经纪公司均承认了两人相差16岁的恋情 。2013年11月，Girl's Day经纪公司证实了李惠利与Tony An两人因忙于各自工作平时聚少离多，关系逐渐变得疏远，已和平分手。