林莉曾入选国青女排，2011年与姚迪等队友合作获得世青赛季军。作为福建阳光城女排的后防中坚，林莉与队友合作在2014-2015赛季帮助福建阳光城获得第六名。
2015年首次入选国家队，身披15号球衣，并迅速成为主力自由人。随队获得同年女排世界杯冠军。
2016年里约奥运会备战，林莉虽然在世界女排大奖赛分站赛状态有所起伏，但参加了总决赛表现尚可，并获得最佳自由人进入了大奖赛最佳阵容，如愿进入中国女排里约奥运会12人参赛名单，这也是林莉首次参加奥运会。最终夺得女排金牌以及当选最佳自由人。
2022年10月24日晚，林莉在新浪微博宣布退役，今后将于福建工程学院任职。[2]