2018年5月17日，刘浩存被导演张艺谋确定为《一秒钟》的女主角；7月，她正式进入电影《一秒钟》剧组，开始自己的演艺生涯。2019年1月，该片进入柏林电影节主竞赛单元；同年11月，她还与张涵予、秦海璐、张译联袂主演了由张艺谋执导的谍战电影《悬崖之上》。
2020年，刘浩存入选央视“星辰大海”青年演员优选计划；11月27日，她与张译、范伟共同主演的电影《一秒钟》上映，同时，她还为该片演唱了同名主题曲。同年，她还主演了剧情电影《送你一朵小红花》，与易烊千玺、朱媛媛、高亚麟等共同演绎两个抗癌家庭的生活轨迹。
送你一朵小红花2020-12-31
饰演- 导演韩延 主演易烊千玺
悬崖之上2020
饰演- 导演张艺谋 主演张涵予、秦海璐、张译
一秒钟2020-11-27
饰演小吉林 导演张艺谋 主演张译、范伟
一秒钟 2020-11-27 电影《一秒钟》同名主题曲
刘浩存在剧情片《一秒钟》中展现出了惊人的毅力，她饰演的角色虽衣衫褴褛、头发蓬乱、灰头土脸，但目光却囧囧有神，不管是动作还是语气都十分有戏，令人惊喜。海报中的她或饱含热泪或写满天真，配合“灰头土脸”的妆造及背景中的漫天黄沙，展现出流浪儿“小吉林”复杂的内心世界。（电影网评）
刘浩存是经由张艺谋导演亲自选拔并悉心教导的“一张聪明的白纸”，她有惊人的领悟力，去感受角色的内心世界甚至歌曲的深刻内涵。作为非专业歌手为电影《一秒钟》献唱主题曲，她嗓音空灵，情感到位，娓娓道来。在MV中，她舞姿曼妙而轻灵，一个抬头，一个伸展都是满满的故事感。（凤凰网娱乐评）刘浩存非常通透，很有灵气，也很有修养。虽然她没有电影表演经验，但她很聪明。（张译评价）
