李建群1957年1月30日出生在湖北武漢，早年因為長相端莊氣質古典，13歲就考進武漢歌舞劇院學習舞蹈。那段日子她每天練功壓腿轉圈，進步很快，可一次訓練動作失誤導致膝蓋半月板撕裂，從此舞蹈生涯徹底結束。

她沒有停下腳步，轉向繪畫這條路，考入上海戲劇學院舞美系，師從油畫大師陳逸飛。1982年她參與創作人民大會堂甘肅廳壁畫《沃土》和《寶藏》，第二年就拿到全國青年油畫創作優秀獎。

畢業後她進入蘭州軍區從事舞臺美術設計工作，1986年同時獲得三項全軍舞臺美術設計獎，同年第一次嘗試演戲，在蘭州電影製片廠的電視劇《警惕，年輕的朋友》裡飾演吳芬芬，還在《聊齋》系列中演過溫氏角色。

那之前李建群有過一段婚姻，前夫也是上海戲劇學院舞美系畢業的畫家，兩人因為都喜歡藝術起初走得很近。可婚後生活節奏和家庭分工總對不上號，經常因為誰多顧事業誰多管家務起爭執，沒多久就分開了。這段經歷讓她對正式結婚這件事有了自己的想法，不再急于走那一步。

​1992年拍攝古裝歷史劇《唐明皇》的時候，李建群負責飾演武惠妃，同時兼任全劇服裝總設計師。為了讓服裝貼近歷史，她前後四次去敦煌考察，七次到長安查資料，臨摹壁畫和古畫，最終設計出九千多套戲服。

這部劇讓她獲得第十三屆電視劇飛天獎最佳服裝獎，同年她還為電影《楊貴妃》擔任服裝設計，拿下第十三屆中國電影金雞獎最佳服裝獎。

就是在這次合作裡，她認識了導演陳家林，陳家林比她大14歲，兩人因為工作交流多，漸漸走到一起。之後他們選擇共同生活，沒有去辦結婚登記，也沒有要孩子，這樣的同居關係一直維持了27年。

​從那以後李建群在陳家林執導的幾部大戲裡繼續雙線工作。1995年《武則天》播出，她飾演徐才人，同時負責服裝設計，配合化妝和髮型團隊打造出當時東方古典審美的代表作，很多戲服細節都有史可依。

2001年《康熙王朝》熱播，她演容妃並擔任全劇服裝總設計師，那一身滿族風格的粗獷服飾讓觀眾記住她古典溫婉的形象。這部劇收視高，她的雙重身份也讓業內佩服。

2006年古裝劇《大敦煌》裡她飾演護寶女主人公蘇清平，2008年在現代都市情感劇《喬省長和他的女兒們》飾演申晴，成功塑造了一個聰穎沉穩的女商人。

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