독립영화 또는 단막극 등에서 조.단역으로 연기경력을 쌓아오다가 신인 배우들의 등용문이자 많은 정상급 배우를 배출해 낸 2001년 학교 시리즈의 《학교 4》에서 미대 입시생 '박서원'으로 정식 데뷔했습니다. 극 중 이유리는 삐죽삐죽 솟은 독특한 헤어스타일로 대변되는 반항적이고 강한 이미지와 출연자 중 가장 돋보이는 연기를 펼치면서 대중들에게 자신의 존재감을 알렸습니다. 그녀는 조연에서 주연급으로 발돋움하면서 당시 23살의 나이로 청소년 연기상을 받았습니다.
학교 4시즌 후반부였던 2002년 초 《명성황후》에 캐스팅되어 허약한 순종의 첫 번째 아내인 순명효황후 역할을 맡았습니다. 같은 해 2002년 S.E.S. 출신 유진의 본격적 연기 데뷔작으로 많은 주목을 받았던 KBS 드라마 《러빙유》에서 '조수경' 역으로 출연하며, 생애 첫 악역을 맡게 되었습니다. 그녀는 극 중 제주도 해녀인 '다래(유진)'의 중학교 동창으로 자신의 목적을 위해 수단 방법을 가리지 않는 모습을 보여주었습니다.
겉으로는 천사표로 동창인 다래를 몹시 위하는 듯 보이나 다래가 '혁(박용하 분)'을 구한 증표인 프레임 바를 훔쳐 마치 제 것 인냥 공을 가로채려는 등의 각종 악행을 저질러 많은 시청자들의 공분을 사 안티가 급증하는 등 웃지 못할 해프닝도 벌어졌습니다. 배우 이유리는 전작인 명성황후에서 어질고 순종적인 순명효황후를 연기한 직후에 이 드라마에서는 치가 떨리는 악녀 연기를 잘 소화해 주인공인 유진을 제치고, 그 해 KBS 연기대상에서 신인상을 받았습니다.
2001년 KBS 일일극 《사랑은 이런거야》, 2003년 한 해에만 KBS 드라마 《아내》에서는 '상호(김승수 분)'의 연인 '김윤주'역으로, SBS 일일 드라마 《스무살》에서는 '준(공유 분)'과 사랑에 빠지는 꿈 많은 대학생 '한채리' 역으로, KBS 드라마 《노란 손수건》에서는 '나미령' 역으로 등장했습니다. 이후 2004년 김수현 작가가 집필한 KBS 드라마 《부모님 전상서》에서 '안성미'역으로 출연했습니다. 2006년 김수현 작가가 1987년 76%의 높은 시청률로 대히트했던 동명의 드라마를 19년 만에 리메이크한 작품인 SBS 드라마 《사랑과 야망》에서 막내딸 '박선희' 역으로 열연했습니다.
KBS 주말드라마 《엄마가 뿔났다》로 또 한 번 김수현 작가 드라마의 대가족 막내딸로 출연했습니다. 극 중 이유리는 '한자(김혜자 분)와 '일석(백일섭 분)'의 막내딸로 대기업 홍보팀에 다니는 야무지고 심성 착한 막내딸로 부모님 속 한 번 크게 썩인 적 없는 평탄한 삶을 살아왔으나 가난한 대학원생인 줄 알았던 '정현(기태영 분)'과 결혼을 결심하고 그 과정에서 정현이 자신이 다니는 회사 사장의 아들이라는 것을 알게 되면서 경제력 차이가 큰 집안 간의 결혼 과정에서 한 번, 결혼 후 우아한 척하나 속물적이고 이중적인 시어머니 '은아(장미희 분)' 때문에 또 한 번 속앓이하는 '나영미' 역으로 열연했습니다.
2011년 MBC 주말드라마 《반짝반짝 빛나는》 '황금란'으로 본격적으로 독보적인 악역 연기의 신호탄을 쏘아 올렸습니다. 드라마의 성공과 함께 이유리도 큰 주목을 받았으며, 이 작품으로 MBC 연기대상에서 우수상을 받았습니다. 2014년 김순옥 작가가 집필한 MBC 주말 드라마 《왔다! 장보리》에서 연민정 역을 통해 희대의 빌런 캐릭터로 절정의 연기력을 선보이며 매우 호평을 받으며, 연기 인생의 터닝포인트를 맞이했습니다. 2014년 MBC 연기대상 대상으로 이유리를 적극 지지했고 결국 시청자투표 약 71만표 중 약 38만표를 받아 MBC에서 데뷔 15년 만에 연기대상을 받는 영광을 누렸습니다.
tvN 미니시리즈 《슈퍼대디 열》, KBS 드라마 《천상의 약속》, 연극 《불효자는 웁니다》에서 '장옥자'역을, 뮤지컬 《오! 캐롤》을 출연했고, 주말드라마 《아버지가 이상해》로 KBS 연기대상에서 MC로 활약하는가 하면 최우수상을 받았습니다. 《숨바꼭질》 2018년 MBC 최고 시청률을 기록하며, 주말특별기획 부문 여자 최우수상을 받았습니다. 2022년 6월 22일 마녀는 살아있다 제작발표회에서 숏컷 및 근육질 몸매를 드러내며 배역을 위해 근육을 키웠다고 밝혔습니다.
2010년 9월 6일 무려 띠동갑 연상인 전도사와 결혼했습니다. 남편과 만나게 된 계기도 이유리가 다니던 교회의 담임 목사가 바로 남편의 어머니여서 만나게 된 것이었습니다. 남편이 없었다면 연예계를 버티지 못했을 것이라고 말할 정도로 남편이 많은 도움을 준다고 했습니다. 바쁜 촬영 스케줄에도 아침마다 남편에게 꼬박꼬박 아침을 차려주기도 한다고 하며 목회자의 사모는 삶의 운신에 제약이 많이 생기는 편인데, 남편이 연예 활동을 적극 지지해 주고 있습니다.
최근 KBS 예능 신상출시 편스토랑에서 그의 요리는 대용량에서 크게 발휘했습니다. 어린 시절에 호기심에 당면 한 봉지를 다 불려서 잡채를 했던 게 혼날 줄 알았더니 오히려 다 함께 맛있게 먹었다고 밝혔습니다. 이제는 편스토랑에 나왔다 하면 언제나 우승을 거머쥘 정도로 꾸준히 출연하고 있고 드라마 촬영으로 잠정 하차한 적이 있지만 이후 복귀해서 스케줄이 될 때마다 계속 출연하여 경연마다 대용량 레시피를 보여주고 있습니다.
특히 그녀가 만드는 대용량 요리는 항상 스태프들이 배불리 먹을 정도이며, 시즌 1을 시청한 사람들이라면, 배우 이유리가 대용량 요리를 위한 연구실까지 꾸릴 정도로 열정이 대단하다는 것을 알 수 있습니다.
2023년에는 KBS 2TV ‘걸어서 환장 속으로’, ‘과학수사대 스모킹 건’의 진행을 맡았습니다.
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