吕研熙出生于浙江省衢州市，她从小就很喜爱唱歌。吕研熙初中就读于衢州二中，在校期间还参与了音乐合辑《坐上火车去香港》的录制。2000年，吕研熙考入了浙江省艺术学校，主攻音乐和舞蹈。高中毕业后，吕研熙报考了中国解放军艺术学院，并顺利通过了前几轮考核，但在最后一轮她却失利了；之后，她在录音棚与音乐制作人秦天相遇，在秦天的建议下而选择留在北京发展。2003年2月，进入北京EQ文化发展有限公司，担任音乐幕后制作。

2004年，参加CCTV-1歌唱类节目《同一首歌》元旦特别节目的录制。2005年，担任王冰洋个人音乐专辑《飞舞》的合声制作、配唱及监唱工作，并为该专辑创作了主打歌《飞舞》及《天仙》。

2006年，与胡雯一同担任马天宇《该死的温柔》的女声配唱工作；同年，推出个人原创单曲《带我去飞》。

2007年，担任余炳轩首张个人专辑《DAIKA余炳轩》的制作人；同年8月15日，推出首张个人音乐专辑《我的世界》，收录了包括《我的爸爸》、《丢失的戒指》等在内的10首歌曲；同年12月，推出个人单曲《我要我的快乐》。

2008年4月，推出与胡雯合唱的歌曲《残酷的温柔》；同年12月10日，推出第二张个人音乐专辑《LINDA》，收录了包括《伤心一整夜》、《放开吧》等在内的11首歌曲。

2009年1月6日，推出与胡雯、山野、郑凡合唱的歌曲《用绿色给我们希望》；同年5月，与金志文一同参加兵团卫视明星互动音乐节目《超级大牌》的录制；同年6月，参加东南卫视综艺节目《超级明星》的录制；同年10月15日，推出与胡雯合唱的歌曲《最后爱你的人还是我》。

2010年5月14日，推出第三张个人音乐专辑《放》，收录了包括《完美的结果》、《柔柔》等在内的11首歌曲；同年12月18日，推出第四张个人音乐专辑《Loading》，收录了包括《不如就这样》、《因为有你才完美》等在内的10首歌曲，整张专辑涵盖了电子乐、R&B等多种曲风。

2011年，与胡雯、张清源、邓安奇合作主演都市青春励志剧《明星实习生》，在剧中饰演漂亮清高、性格倔强的女主角宋晓黛，这是她的首部电视剧作品。

2012年1月9日，推出第五张个人音乐专辑《音乐旅人》，收录了包括《撒了太多的泪滴》、《自己想太多》等在内的10首歌曲；同年7月20日，推出个人单曲《飘》，并作为电视剧《飘摇人生》的主题曲。

2013年1月11日，推出第六张个人音乐专辑《梦想时间金钱》，收录了包括《到底是为了什么》、《真爱惹麻烦》等在内的11首歌曲；同年8月，推出个人单曲《真爱惹麻烦》，并作为同名电视剧《真爱惹麻烦》的主题曲。

2014年6月20日，推出个人单曲《耀眼》；同年8月27日，推出个人单曲《飞鸟和鱼》，并作为电视剧《幸福归来》的片头曲；同年11月，推出个人单曲《我不是小孩》；同年12月，推出个人单曲《默恋》。

2015年1月，推出个人单曲《忘记》；同年4月，受邀出席“上海国际时装周”；此外，她还为电视剧《新京华烟云》演唱了主题曲《大梦烟云》及插曲《锁》、《情思》。

2016年4月，担任Qsmile组合《一个人等待》MV的导演；同年12月10日，推出个人单曲《妈妈爱你》，并作为电影《生门》的插曲。

2017年1月20日，推出第七张个人音乐专辑《回忆真空》，收录了包括《在四月遇见你》、《我知道》等在内的7首歌曲，并负责了专辑全部歌曲的创作。

吕研熙不仅有着纯熟的舞技，而且还具有沙哑、豪放的唱腔。吕研熙除了她的创作才华被认可外，在歌曲制作上她也是得心应手。虽然电视剧《明星实习生》是吕研熙的首部影视剧作品，但她却凭借其清纯的演技和受到观众的喜爱，她也因此被称作为“现代版林黛玉”。

吕研熙是一个身兼制作人和歌手双重身份的歌坛才女，她用伤感而独特的嗓音、扎实的唱功和细腻的情感，将《Loading》整张专辑演唱得淋淋尽致。吕研熙是一个有着金属特质的女孩，她的声线很有金属感，而她在为电影《记忆碎片》演唱主题曲《忘记》时，则为影片增色不少。