2002年出演《金粉世家》和《天龙八部》步入演艺圈，2004年主演《仙剑奇侠传》人气大增。2006年主演《神雕侠侣》中的“小龙女”一角而受到更广泛关注，同年发行首张个人专辑《刘亦菲》。2008年与成龙、李连杰出演好莱坞电影《功夫之王》。在2009年4月的“80后新生代娱乐大明星”评选活动中，成为内地“四小花旦”之一。2011年主演的电影《新倩女幽魂》和《鸿门宴》以及2012年主演的电影《四大名捕》系列三部曲和《铜雀台》均票房过亿。2014年凭借《铜雀台》获得第五届澳门国际电影节最佳女主角奖；2014年主演都市爱情电影《露水红颜》于2014年11月7日上映。
2015年其主演的《第三种爱情》于2015年9月上映。《夜孔雀·如果没有遇见你》有望于2015年下半年上映。《三生三世十里桃花》于2015年11月中旬开机。刘亦菲美貌、清纯，高挑的身材，鹅蛋型的脸庞，穿起古装来很有气质，由于她从 小练习舞蹈，举手投足间颇有几分古典韵味。刘亦菲参演电视剧不多，但自2003年至2006年依然塑造了不少经典角色：从《金粉世家》中的白秀珠开始，那个让人觉得可怜，娇生惯养、衣食无忧、敢爱敢恨，虽然多才多艺，但不懂人间世故，有点傻乎乎，却对爱情执着的女孩；《天龙八部》中的王语嫣，尽管年纪小，感情表演不到位，但仍然被称为“神仙姐姐”；在《仙剑奇侠传》中刘亦菲饰演的赵灵儿获得好评，被认为摆脱了花瓶形象
虽然电视剧方面刘亦菲走的很顺利，但她还是选择了多面发展。在《功夫之王》中，刘亦菲饰演冷艳的“金燕子”一角，颠覆了青春玉女的风格，刘亦菲很纯真，认真努力，影片中很多打戏动作很难，但她都是亲自完成，而且她的演技同时得到了成龙和李连杰两位功夫巨星的称赞；此外，刘亦菲英语口语很好，这也是她在好莱坞的发展的优势之一