2002年，十五岁的她因出演爱情剧《金粉世家》而步入娱乐圈  ；同年，因主演武侠剧《天龙八部》而被称为“神仙姐姐”  。2004年，凭借仙侠剧《仙剑奇侠传》崭露头角  。2006年，因在金庸剧《神雕侠侣》中饰演小龙女受到广泛关注；同年，发行了首张个人专辑《刘亦菲》  。2008年起，开始将演艺事业的重心转向大银幕，并出演了好莱坞电影《功夫之王》  。2011年开始，其主演的《新倩女幽魂》、《鸿门宴》、《四大名捕》系列三部曲等电影票房均过亿  。

　　2014年，凭借古装片《铜雀台》获得第五届澳门国际电影节“最佳女主角奖”；同年还主演了爱情片《露水红颜》  。2015年，在古装玄幻片《三生三世十里桃花》中饰演女主角白浅  ；同年，她还相继主演了都市片《第三种爱情》；动作片《营救飞虎队》  。2016年5月20日，其主演的电影《夜孔雀》在全国公映  。