1996년 07월, 16세 때, 이은주는 매장 주인의 권유와 어머니의 비밀스러운 원서 접수로 인해 선경 스마트 학생복 모델 선발 대회에 참가했다.

1996년 07월, 16세 때, 이은주는 유명 연예인을 구경하려는 목적으로 서울 리틀엔젤스회관에서 열린 스마트 학생복 모델 선발 대회 본선에 참여했다.

1996년 07월, 16세 때, 이은주는 스마트 학생복 모델 선발 대회에서 은상을 수상했다.

1996년 말, 16세 때, 이은주는 스마트 교복 CF에 출연하며 대중에게 처음으로 모습을 드러냈다.

1997년 01월, 17세 때, 이은주는 예능 코미디 프로그램 <코미디 전망대>의 '요즘 애들 이렇게 살아요' 코너에 고등학생 신분으로 출연하며 연기 데뷔를 했다.

1997년, 17세 때, 이은주는 KBS 2TV 드라마 <스타트>에서 2학년 반장 '정남영' 역을 맡아 정극 연기에 처음 입문했다.

1997년 03월 04일, 17세 때, 이은주는 <코미디 전망대>의 '차표 한 장' 에피소드에서 지각 후 소란을 피우는 여학생 역으로 출연했다.

1997년 06월 25일, 17세 때, 이은주는 배우 성낙만과 함께 <가족오락관> 660회에 출연했다.

1997년, 17세 때, 이은주는 <좋은 친구들>, <퍼즐특급열차> 등의 프로그램에 출연했다.

1998년 08월, 18세 때, 이은주는 SBS 납량특집드라마 <어느날 갑자기>에서 자살하는 여고생 '박성주' 역으로 짧게 출연했다.

1998년 08월 말, 18세 때, 이은주는 SBS 드라마 <백야 3.98> 1화에서 아나스타샤의 어린 시절 역으로 출연했다.

1998년 가을, 18세 때, 이은주는 박종원 감독으로부터 영화 <송어>의 캐스팅 제의를 받고 처음으로 영화계에 입문했다.

1998년, 18세 때, 이은주는 음대에 진학하여 피아니스트가 되려는 목표를 가지고 있었기에 영화 촬영이 끝나면 피아노 학원에서 연습을 계속했다.

1998년 [날짜불명], 18세 때, 이은주는 조감독으로부터 영화 <송어>의 적나라한 정사 장면이 담긴 시나리오를 받았으나, 고3 수험생활과의 병행이 힘들다고 판단하여 출연을 관둘 생각으로 시나리오를 책꽂이에 꽂아두었다.

1998년 [날짜불명], 18세 때, 이은주는 박종원 감독이 자신을 '세화' 역으로 마음에 들어 한다는 소식을 듣고 영화 <송어> 촬영에 응하기로 결정했다.

1998년 겨울~1999년, 18~19세 때, 이은주는 영화 <송어> 촬영을 진행했으며, 경험 부족으로 인해 키스신에서 많은 NG를 내는 상황을 경험했다.

1998년 겨울~1999년, 18~19세 때, 이은주는 영화 <송어> 촬영 중에 SBS 드라마 <카이스트>에 동시에 캐스팅되었다.

1999년 [날짜불명], 19세 때, 이은주는 영화 <송어>와 드라마 <카이스트>를 동시에 촬영하며 강원도와 대전을 계속 왕복하는 일정 탓에 얼굴이 붉게 달아오를 정도로 심한 고생을 했다.

1999년 [날짜불명], 19세 때, 이은주는 드라마 <카이스트>에서 '구지원' 역을 맡아 대중적인 주목을 받기 시작했다.

1999년 [날짜불명], 19세 때, 이은주는 자신과 너무 다른 성격의 '구지원' 역할이 처음에는 마음에 들지 않아 불만을 느꼈다.

1999년 08월 15일, 19세 때, 이은주는 <카이스트> 출연진과 함께 인기가요 여름 특집 무대에서 주제곡 '마음으로 그리는 세상'을 불렀다.

1999년 [날짜불명], 19세 때, 이은주는 드라마 <카이스트>의 상대역이었던 배우 김정현과 교제를 시작했다.

1999년 [날짜불명], 19세 때, 이은주는 김정현의 요청으로 한글과컴퓨터 제작 인터넷 영화 <예카 YECA>에 동반 출연했다.

2000년 01월, 20세 때, 이은주는 스포츠서울의 '스타고백' 코너에 글을 기고하여 자신의 데뷔 과정과 심경을 묘사했다.

2000년 02월 27일, 20세 때, 이은주는 <카이스트> 100회 특집 무대에서 '내 마음의 약속' 솔로 파트를 불렀다.

2000년 초, 20세 때, 이은주는 KBS 드라마 <성난 얼굴로 돌아보라>에 출연했으나, 경쟁 작품의 흥행과 드라마의 실패로 인해 회차가 거듭될수록 출연 분량이 무의미하게 줄어드는 경험을 했다.

2000년 겨울, 20세 때, 이은주는 김대승 감독의 영화 <번지점프를 하다>의 '인태희' 역으로 캐스팅되었다.

2000년 [날짜불명], 20세 때, 이은주는 홍상수 감독의 영화 <오! 수정> 캐스팅 제안을 받았으나, 처음에는 스케줄 문제로 거절했다.

2000년 [날짜불명], 20세 때, 이은주는 홍상수 감독이 직접 여러 번 전화를 걸어 끈질기게 섭외한 끝에 영화 <오! 수정> 출연을 결정했다.

2001년 [날짜불명], 21세 때, 이은주는 영화 <오! 수정>을 통해 20대 후반의 구성작가 '수정' 역을 연기하며 본격적인 영화 배우로서의 커리어를 쌓기 시작했다.

2001년 [날짜불명], 21세 때, 이은주는 홍상수 감독과 함께 칸 영화제를 방문하여 무대에서 영화를 소개하며 영화 배우로서의 다짐을 굳혔다.

2001년 [날짜불명], 21세 때, 이은주는 제38회 대종상에서 신인배우상을 수상했다.

2001년 말, 21세 때, 이은주는 약 1년간 교제했던 배우 김정현과 헤어졌다.

2001년 [날짜불명], 21세 때, 이은주는 영화 <번지점프를 하다>의 '태희' 역에 대해 출연작 중 가장 큰 애착을 느꼈다고 밝혔다.

2002년 [날짜불명], 22세 때, 이은주는 SBSi 인터넷 영화 <아미지몽>에서 정령 '아미' 역으로 출연했다.

2002년 [날짜불명], 22세 때, 이은주는 영화 <연애소설>에서 '김경희' 역을 맡아 처음으로 자신의 실제 성격과 똑같은 발랄한 캐릭터를 연기했다.

2002년 [날짜불명], 22세 때, 이은주는 <연애소설>을 통해 기존의 차갑고 성숙한 이미지를 탈피하고 발랄한 이미지로의 변신에 성공했다.

2002년 [날짜불명], 22세 때, 이은주는 제23회 청룡영화상 여우주연상 후보에 올랐다.

2002년 11월, 22세 때, 이은주는 영화 <하늘정원>에 출연했으나, 신파성 내용으로 인해 평단의 혹평을 받고 흥행에 실패했다.

2002년 [날짜불명], 22세 때, 이은주는 공포 영화 <하얀방>에 출연했으나 엉성한 짜임새로 인해 혹평과 흥행 실패를 겪었다.

2002년 [날짜불명], 22세 때, 이은주는 영화 <소금인형>의 '지호' 역으로 캐스팅되었다.

2003년~2004년, 23~24세 때, 이은주는 영화 <소금인형> 촬영 중 감독과 스태프의 심각한 갈등으로 인해 촬영이 빈번하게 지연되는 상황을 겪었다.

2004년 03월, 24세 때, 이은주는 영화 <소금인형>의 계약 만료 기간이 되었음에도 불구하고, 촬영이 재개되면 다시 합류하기로 구두 약속을 했으나 결국 CJ의 개입으로 제작이 완전히 중단되는 결과를 맞았다.

2004년 [날짜불명], 24세 때, 이은주는 영화 <안녕! UFO>의 '경우' 역을 위해 집에서 눈을 감고 걷고 실제 맹인들을 만나는 등 철저히 준비해 연기했으나, 영화의 완성도 부족과 <태극기 휘날리며>의 흥행에 밀려 초라하게 막을 내리는 경험을 했다.

2004년 [날짜불명], 24세 때, 이은주는 영화 <태극기 휘날리며>에서 '영신' 역을 맡아 천만 관객 돌파라는 흥행 성과를 거두었다.

2004년 [날짜불명], 24세 때, 이은주는 드라마 <불새>의 '이지은' 역 제안을 받았을 때 처음에는 <소금인형> 촬영 일정 때문에 고사했다.

2004년 [날짜불명], 24세 때, 이은주는 <소금인형>의 제작 중단이 장기화되어 계약 만료 시까지 해결될 기미가 보이지 않자, 결국 안방극장 복귀를 선택하여 드라마 <불새> 출연을 수락했다.

2004년 [날짜불명], 24세 때, 이은주는 <소금인형>의 공백 기간 동안 영화 <주홍글씨>에 캐스팅되어 촬영을 진행했다.

2004년 [날짜불명], 24세 때, 이은주는 드라마 <불새>를 통해 '라이징 스타'에서 '스타'로 자리매김하며 중화권까지 인기를 확장했다.

2004년 06월 29일, 24세 때, 이은주는 드라마 <불새>를 종방하며 2004년 상반기 최고의 인기를 누렸다.

2005년 02월 22일, 25세 때, 이은주는 심해진 우울증 증상으로 인해 스스로 목숨을 끊었다.

2004년 01월, [나이불명] 때, 이은주는 영화 <안녕! UFO> 홍보를 위해 KBS <비타민>에 출연하여 의사로부터 경미한 우울증 진단을 받고 수면 나이가 59세라는 결과를 받았다.

2004년 01월, [나이불명] 때, 이은주는 KBS <비타민> 방송 출연 중 "지금 자신이 불행하다고 생각하는가?"라는 질문에 솔직하게 'O'라고 응답했다.

2004년 03월, [나이불명] 때, 이은주는 영화 <소금인형>의 배우 계약이 만료되었으나, 촬영이 재개되면 다시 합류하기로 구두 약속을 했다.

2004년 06월 29일, [나이불명] 때, 이은주는 최고 시청률 31.7%를 기록한 드라마 <불새>를 종방하며 중화권 국가들까지 인기를 확산시켰다.

2004년 06월경, [나이불명] 때, 이은주는 드라마 <불새>가 종방을 향해가던 시점에 영화 <주홍글씨>의 촬영을 시작하여 재즈 가수 '최가희' 역을 맡았다.

2004년 10월 15일, [나이불명] 때, 이은주는 제9회 부산국제영화제 폐막작으로 선정된 영화 <주홍글씨>를 통해 세상에 공개되었으며, 직접 'Only When I Sleep'을 부르고 노출 연기와 극단적인 감정 표현을 감행해 평론가들로부터 높은 연기력 평가를 받았다.

2004년 11월, [나이불명] 때, 이은주는 제25회 청룡영화상 시상식에 참석하여 'Only When I Sleep'을 라이브로 불렀다.

2004년 11월, [나이불명] 때, 이은주는 제25회 청룡영화상에서 여우주연상 후보로 노미네이트되었으나 수상에 실패했으며, 수상자인 이나영에게 축하를 건넬 때 상당히 어두운 표정을 지었다.

2004년 12월, [나이불명] 때, 이은주는 제1회 베이징 한국 영화제에 초청받아 참석했다.