1995年，8岁的刘亦菲参加了中南商都第2届童花杯童装模特比赛，她在参赛的1800多名少年儿童中以自己良好的表演水平和优越的形体条件夺得冠军。
1997年，从鄱阳街小学退学，因母亲工作关系移居美国。因念书关系及待在美国时间较长，故刘亦菲母亲将其国籍改为美国。
2002年，回国的刘亦菲参加了北京电影学院的招生考试，并且顺利通过了三轮考试，从而被北京电影学院正式录取。
电视剧时期
2002年，制片人游建鸣无意中看见刘亦菲担任形象代言的广告，后选中其出演白秀珠一角，刘亦菲因此接触表演进入演艺圈。
2003年12月11日，主演的古装武侠剧《天龙八部》首播，这是刘亦菲首部古装作品，她因在剧中饰演王语嫣一角而被称为“神仙姐姐”，并因此剧崭露头角。
2004年7月16日，与陈柏霖合作主演的青春爱情电影《五月之恋》上映，这是刘亦菲首部电影作品；11月30日，主演的青春爱情电影《恋爱大赢家》上映。
2005年1月24日，主演的古装仙侠剧《仙剑奇侠传》首播，因该角色获得了高人气与关注度；同年6月，正式签约日本索尼音乐娱乐公司，此外，刘亦菲还接受了声乐和舞蹈训练，因此暂时息影不再接拍电视剧。
2006年3月17日，与黄晓明领衔主演的古装武侠剧《神雕侠侣》首播，开始受到广泛关注。7月1日，发行首张日语EP《真夜中のドア》（中文名《深夜之门》）；8月31日，首张个人同名国语专辑《刘亦菲》在内地发行；10月27日，担任第6届中国金鹰电视艺术节开幕式的金鹰女神，刘亦菲由此成为金鹰节历史上首位金鹰女神。
2007年4月，确定搭档成龙、李连杰出演个人首部好莱坞电影《功夫之王》，之后刘亦菲为该片提前进入训练地接受多种武术训练；同年，刘亦菲还被评为“中国80后十大杰出代表人物”。
转战大银幕
2008年起，凭借电视剧积累的高人气，刘亦菲开始在影视领域全面发展，并将其演艺事业的重心转向大银幕；4月24日，主演的电影《功夫之王》在中国内地上映，并凭该角色在好莱坞IMDB电影新人排行榜中全球人气指数位居第一；5月，签约了WMA威廉莫里斯经纪公司。
2009年，在由“网络票选 媒体评审 线下抽查”的“80后新生代娱乐大明星”评选活动中正式获封“四小花旦”之一。
2010年8月12日，与王力宏领衔主演的爱情电影《恋爱通告》上映，该片打破国内同类型爱情片票房记录。
2011年4月19日，与古天乐合作主演的奇幻爱情片《倩女幽魂》上映；11月29日，由李仁港执导的古装战争片《鸿门宴传奇》上映，刘亦菲则在片中饰演虞姬。
2012年7月12日，与陈嘉上导演合作的古装武侠动作片《四大名捕》上映；9月26日，与周润发合作主演的古装历史片《铜雀台》上映，凭借在该片中的表现刘亦菲获得了第5届澳门国际电影节最佳女主角奖。
2013年12月6日，主演的古装武侠动作片《四大名捕2》上映。
2014年8月22日，主演的古装武侠动作片《四大名捕大结局》上映；11月7日，由高希希执导的都市爱情片《露水红颜》上映，刘亦菲在片中饰演邢露。
2015年4月3日，与尼古拉斯·凯奇、海登·克里斯滕森合作主演的古装战争片《白幽灵传奇之绝命逃亡》上映；9月25日，由韩国导演李宰汉执导的都市爱情片《第三种爱情》上映，凭借在该片中的表现她获得了第16届华语电影传媒大奖最受瞩目女演员奖。
2016年5月20日，主演的文艺片《夜孔雀》上映；7月8日，主演的青春爱情片《致青春·原来你还在这里》播出；同年12月，被评选为“中国80后十大影响力人物”。
2017年8月3日，主演的古装玄幻电影《三生三世十里桃花》上映；11月10日，主演的战争片《烽火芳菲》上映；12月，领衔主演民国传奇剧《一曲三笙》，这是她阔别荧屏11年后再演电视剧。
2020年9月11日，与妮基·卡罗导演合作的迪士尼真人版剧情电影《花木兰》上映，凭借在该片中的表现她获得第46届美国电影土星奖最佳女主角及第1届评论家选择超级奖动作电影最佳女演员提名，并获得了英国数码间谍读者奖最佳女演员奖。
2021年2月，领衔主演由杨阳执导的女性古装励志剧《梦华录》。
《神雕侠侣》、《仙剑奇侠传》、《天龙八部》、《金粉世家》、《豆蔻年华》、《一曲三笙》、《南烟斋笔录》等。
《功夫之王》、《恋爱通告》、《四大名捕》系列、《鸿门宴传奇》、《铜雀台》、《花木兰》、《三生三世十里桃花》、《致青春·原来你还在这里》、《烽火芳菲》、《第三种爱情》等。
《自己》、《三生三世十里桃花》、《还在这里》、《放下》、《等雪来》等。
《大片起来嗨第一季》、《抱走吧！爱豆》、《天天向上》、《快乐大本营》等。
《我还在等你》、《承诺》、《家园》、《北京祝福你》、《你怎么舍得伤害我》。
2012年，获第24届香港专业电影摄影师学会：最具魅力女演员奖-《倩女幽魂》。
2013年，获第5届澳门国际电影节：最佳女主角奖-《铜雀台》。
2016年，获第13届广州大学生电影节：最受欢迎女演员奖-《夜孔雀》、《致青春·原来你还在这里》。
2016年，获第16届华语电影传媒大奖：最受瞩目女演员奖-《第三种爱情》。
2016年，提名第1届金色银幕奖：最佳女主角奖-《夜孔雀》。
2017年，提名第9届澳门国际电影节：最佳女主角奖-《三生三世十里桃花》。
2017年，获第2届金鹤奖：最佳女主角奖-《三生三世十里桃花》。
2020年，获英国数码间谍读者奖：最佳女演员-《花木兰》。
2020年，提名第1届评论家选择超级奖：动作电影最佳女演员-《花木兰》。
2021年，提名第46届土星奖：最佳女主角-《花木兰》。
2021年，提名第34届儿童选择奖：最受欢迎电影女演员-《花木兰》。
2021年，获西班牙电影网PREMIOS TAQUIBOX：年度冒险家庭类影片最佳女演员奖-《花木兰》。
2021年，获The DisInsider Awards 2020：年度最佳女主角奖-《花木兰》。
2005年，获TOM2005娱乐英雄会最受网民欢迎四大名旦之一。
2005年，获MTV2005超级盛典最具风格演艺圈新势力。
2006年，获中华电视网年度电视剧十佳女演员。
2006年，获娱乐中国.2006星光大典最具魅力艺人奖。
2006年，获娱乐中国.2006星光大典最具人气女偶像奖。
2006年，获第6届中国原创音乐流行榜最喜爱内地人气偶像奖。
2006年，获网络娱乐英雄会荣耀盛典四大名旦之一。
2007年，获中国80后十大杰出代表人物奖。
2007年，获风尚志年度明星风尚权力榜-年度风尚突破女明星。
2007年，获大学生音乐节最受推崇风尚艺人奖。
2008年，获首届中国公益慈善节最佳社会责任明星。
2008年，获搜狐年度盛典-年度sogou搜索人气奖。
2011年，获《时装男士》星势力特别奖。
2012年，获《时尚COSMO》2012美容大奖-年度突破造型。
2012年，获年度风尚人物榜-年度风尚人物。
2015年，获时装之夜-艺术时代创行者。
2016年，获中国80后十大影响力人物奖。
2017年，获时装之夜年度盛典-追梦时代解读者。
2017年，获时尚COSMO美丽盛典-年度最美人物。
2018年，获2017时光年度大赏-华语影坛“十大风云人物”。
2019年，获评《好莱坞报道者》评选的新一代好莱坞新星。
2020年，获2019新浪微博之夜-微博年度女神。
刘亦菲清纯灵气、气质独特，具有典型的江南女子气质，让人过目难忘。她被评为最有“仙气”的古装女演员，但私底下的刘亦菲给人以随性亲切的感觉，像是邻家女孩。她还收养了不少流浪猫，是个非常有爱心的姑娘。（搜狐网、凤凰娱乐评）
澄澈的眼神、纯美的脸庞，高贵的气质，刘亦菲典型的东方美宛若从油画中走出来的古典美人，雍容华贵而不失性感。（时尚杂志《费加罗》评）
刘亦菲的表演方式精准又恰到好处，给予了角色深度和多样性。同时她是一个非常谦虚、礼貌和友善的人。（导演比利·奥古斯特评）
