2012年，1月李艺真与姜素拉、林宰范、朴智妍等演员参演电视 剧《Dream high2》，饰演HershE成员之一“Ailee”一角。同时演唱该剧插曲《Super Star》 。2月发行数码单曲《Heaven》，正式出道 。3月起作为固定嘉宾参加歌唱竞赛节目《不朽的名曲2》。10月发行首张迷你专辑《Invitation》 。该专辑主打歌《给你看》以9577分的成绩打败之前连续10周获得音乐银行一位的歌曲《江南style》，获得出道以来首个一位 。同年获得第14届Mnet亚洲音乐大奖最佳女子新人奖 。11月为爱情剧《浪漫满屋2》演唱插曲《爱情的第一感觉》。2013年，1月李艺真获得第27届韩国金唱片大赏新人奖和第22届首尔歌谣大赏新人奖 。同时为情感剧《野王》演唱插曲《冰花》。7月发行第二张迷你专辑《A’s Doll House》，该专辑主打曲《U&I》获得第28届韩国金唱片大赏音源本赏 。2月受邀以VIP身份出席第55届格莱美奖 。10月为爱情剧《秘密》演唱插曲《眼泪偷走了心》。同时在日本东京涩谷举行日本出道SHOWCASE 。11月推出首张日文数位单曲《Heaven》，该专辑收录了出道曲《Heaven》的日语版和《Starlight》。同年获得第15届Mnet亚洲音乐大奖最佳演唱女歌手奖 。2014年，1月发行数字单曲《歌唱的更好了》，该歌曲由歌手辉星创作并且邀请李准出演MV 。3月发行日本第二张单曲《U&I》。5月为亲情剧《Triangle》演唱插曲《一天一天》。7月与2LSON推出单曲《re;code Episode V》，合作歌曲《I’m in love》。8月为爱情剧《命运一样爱着你》演唱插曲《Goodbye My Love》，获得第7届韩国电视剧节和第3届大田电视剧节最佳OST奖 。9月发行第三张迷你专辑《Magazine》，专辑主打曲《不要碰我》获得第29届韩国金唱片大赏音源本赏 。12月与Amber一同参加多期旅游真人秀节目《美好的一天》 。同年再次获得第16届Mnet亚洲音乐大奖最佳演唱女歌手奖 。2015年，1月为古装剧《闪耀或疯狂》演唱插曲《你也一样吗》。3月发行日本单曲《SAKURA》，该歌曲翻唱自日本乐团生物股长推出的同名单曲，而李艺真以英语歌词重新演绎了这首歌曲。6月推出勇敢兄弟10周年纪念新曲《Johnny》。。9月发行首张正规专辑《VIVID》 。2016年，3月为奇幻剧《回来吧大叔》演唱插曲《因为是爱》。5月为励志剧《戏子》演唱插曲《有你才能活》。10月发行第四张迷你专辑《A New Empire》 。