1940年毕业后，组织“如意社”，自任社长并担任主要演员，先后与马连良、杨宝森、谭富英等合作演出，排演了《玉人美》《三妇艳》《鸳鸯泪》《琥珀珠》《美人鱼》等新戏，于1941年春节来沪演出。春节5天，李玉茹主演了《鸿鸾禧》；第七天起连续上演四场新剧《美人鱼》，饰妙华；接着上演《凤双飞》，前饰胡凤莲（即“渔婆旦”），后饰卢凤英（即“帐子旦”）。接着又上演《鸳鸯泪》，前饰冯素蕙，后部反串小生饰杜文学，结果连场爆满。36天期满后，观众欲罢不能，只好再加演12天，先演4场《鸳鸯泪》，垫演2场《美人鱼》，再续演5场《鸳鸯泪》，最后一场临别纪念戏，大轴是全体反串《法门寺》。此次为期1个半月的演出，奠定了李玉茹在上海的声誉。当时，梅兰芳正蓄须明志、息影舞台而闲居上海，李玉茹得到机会拜梅兰芳为师，梅兰芳亲自传授给她《奇双会》、《霸王别姬》等戏；同时；她又拜赵桐珊（芙蓉草）为师，在花旦戏和刀马旦戏方面，得到赵桐珊的指导。1940年毕业后，也曾经拜荀慧生为师。
1942年应邀参加扶风社与马连良在黄金大戏院合演《苏武牧羊》。
1944年起，又先后与叶盛兰、马富禄、袁世海、谭富英、李少春等合作演出过《翠屏山》《战宛城》《董小宛》《赵五娘》《潇湘夜雨》《香妃恨》等戏。抗战胜利后，与言慧珠、童芷苓来到上海定居。1946年在天蟾舞台与叶盛章、叶盛兰、李少春等以“十大头牌”为号召，轮流挂头牌，与郭元汾合演《二进宫》，与叶盛章、马富禄、高维廉等合演《武松与潘金莲》，与李少春、袁世海、高维廉、叶盛章等合演《美人鱼》《百战兴唐》等剧；继而，在黄金大戏院与杨宝森合作演出。
1947年，李玉茹参加周信芳领导的“易俗社”，与周信芳、俞振飞等合作演出。上海解放后，李玉茹组建李玉茹京剧团，后并入上海京剧院并担任主要演员。生前任上海京剧院艺术顾问。
1948年，华艺影片公司拍摄了她主演的戏曲片《小放牛》。
1949年春，与周信芳合作在中国戏院演出，没演几场，周信芳因母病故而辍演，剧院让她顶梁继续演出，天天客满。
1950年她在上海自组李玉茹剧团，到各地巡回演出，1951年，中国戏曲剧影妇委会为筹募托儿所基金，于6月16日至18日假天蟾舞台举行联合大演出，李玉茹与言慧珠合作，演出《樊江关》。
1953年，参加华东戏曲研究院实验京剧团，又师承黄桂秋。排演新编剧《白蛇传》《三姐下凡》《铸剑》《玉簪记》等赴各地巡回演出。
1954年在上海参加华东地区戏曲观摩演出，她因在《铸剑》中饰莫邪而获会演一等演员奖，同时还主演了《拾玉镯》、《小放牛》等剧。
1955 年合并进上海京剧院，任主要演员。该年毛泽东主席到上海，在京剧晚会上，她与俞振飞合作演出《断桥》。
1956年，她在上海京剧院排演了《玉簪记》，并在上海电影制片厂摄制的彩色戏曲片《宋士杰》中与周信芳合作，饰演杨素贞。
1959年，上海京剧院将梆子的传统戏《红梅园》《李慧娘》改编成京剧，由李玉茹主演，在表演中，她吸取了川剧、秦腔等剧种的长处，并和京剧传统程式融汇起来，浑然一体，不着痕迹。在“见场”一场里，她还大胆地吸取了芭蕾舞的“托举”、“站人”等技巧，丰富了京剧的表演艺术。
1960年，李玉茹在改编程派名剧《梅妃》时，继承了程派的唱腔艺术长处，又巧妙地融合了梅派庄重、浑厚、华贵、委婉的特点，并根据自己的条件，努力表现人物的内心活动，深受观众的赞赏。同年，她还在根据传统折子戏《百花赠剑》改编的《百花公主》一剧中饰演百花公主，她将原戏中唱的“吹腔”改为“皮黄”，并且把“吹腔”的优点融化在“皮黄”当中，同时还吸取了长靠武生的许多技巧及花脸用的“硬抢背”等，使所饰人物的形象更为丰富完整。
1979年8至9月间，她随上海京剧团出访西欧，演出了《贵妃醉酒》，饰演杨贵妃。
20世纪80年代初，她排演了根据日本歌舞伎改编的京剧《镜狮子》，饰演弥生，促进了中日文化的交流。演出于京、津、沪、宁、汉各地，均受欢迎。
1988年后，李玉茹因患肺癌多次住院治疗。在患病期间，仍刻苦写作，先后完成论文几十万字，创作长篇小说《小女人》，不久前撰写出版专著《李玉茹谈戏说艺》。逝世前，她还关注着汶川灾区的抗震救灾情况，委托身边的护理人员交纳特殊党费三千元。
