2002年因饰演《金粉世家》白秀珠一角进入演艺圈。2003年,凭借武侠剧《天龙八部》中王语嫣一角提名第1届电视剧风云盛典古装剧最佳女演员。之后几年因主演《仙剑奇侠传》赵灵儿被观众熟知。2006年在金庸剧《神雕侠侣》中饰演小龙女使刘亦菲事业再上一个台阶;[6][7]次年,首张同名音乐专辑《刘亦菲》问世。[8]
2008年刘亦菲开始走向国际舞台,并将事业重心逐渐转移到电影方向,21岁的她出演好莱坞电影《功夫之王》,并凭借该片成为首位荣登IMDB 电影新人排行榜榜首的亚洲女星。[9]随后刘亦菲先后主演的《新倩女幽魂》《鸿门宴》《四大名捕》等多部电影登陆大银幕。[10]在电影方面刘亦菲也斩获多项奖项,因饰演电影《铜雀台》灵雎,获得 第五届澳门国际电影节金莲花奖最佳女主角[11]。2015年与宋承宪一起出演电影《第三种爱情》[12],获得第16届华语电影传媒大奖最受瞩目女演员。[13]次年,凭借《夜孔雀》入围了第40届蒙特利尔国际电影节主竞赛单元[14][15]。2020年9月11日,与迪士尼合作主演真人版电影《花木兰》并提名土星奖最佳女主角;[16] 2022年起,凭借电视剧《梦 华录》《去有风的地方》蝉联澳门国际电视节“金莲花”最佳女主角。2024年6月8日,其主演的电视剧《玫瑰的故事》开播,其在剧中饰演黄亦玫。[17][18]刘亦菲凭借该角色获得第三届中国电视剧年度盛典年度女演员奖、2025电视剧导演大会年度女主角奖,并提名第30届上海电视节白玉兰奖中国电视剧单元最佳女主角以及第15届澳门国际电视节最佳女主角。[2][3][4][19]