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，於《红鱒》演出。2001年，她透过试镜成為当时著名新进导演洪尚秀的作品《处女心经》（오! 수정）的女主角，并凭著本片夺得大鐘赏的新人奖。2004年，她在现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，饰演韩战中為求家庭生计而参与共產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。由於李恩珠是基督徒，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”）时由於有裸露及与韩石圭做爱的镜头，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《恋爱小说》及《太极旗飘扬》，她所演的角色不是意外早死、就是因病早逝，都是红顏薄命，所以指她可能是不能从之前剧集中抽离角色。若是的话，她是继张国荣之后另一位不能从电影角色抽身而自杀的著名影星。

2月22日也是她在《爱的蹦极》角色的死亡日期。 李恩珠的遗体火葬。根据韩国人的习俗，白头人送黑头人的丧事会用火葬，以使死者得以安心。