在演艺事业的起步阶段，刘梦梦于2013年参与了《奇迹梦工厂》，并在其中参演了由陈可辛导师指导的作品《陆小凤-决战紫禁之巅》，由此崭露头角。次年，她登上《奇迹梦工厂》梦想之夜总决赛的舞台，凭借出色表现成功入围全国五强，并荣获最具潜质表演奖，显示出她在表演领域的巨大潜力。2014年，她获得了参演陈可辛导演电影《亲爱的》的机会，进一步积累了宝贵的银幕经验。进入2015年，她的演艺工作更为活跃，先后出演了电影《新娘大作战》以及当年的贺岁巨制《寻龙诀》。同年，她在古装爆笑浪漫喜剧《奇迹梦工厂》中饰演了主要角色苏幻儿，其活泼灵动的表演给观众留下了深刻印象。 2016年，刘梦梦出演了青春校园喜剧电影《极道校园》，延续了其在轻喜剧领域的探索。同年4月，她参与出演电影《完全男生手册》，在片中饰演的沈妙一角令人耳目一新，这个外号“海航小喇叭”的角色是海航大学里的知名自媒体人，热衷于通过微博发布和报道校园内的各类八卦新闻，人物形象十分鲜明。此外，她还作为嘉宾参与了东方卫视喜剧真人秀节目《欢乐喜剧人》第二季的录制，并有幸与香港喜剧“教父”詹瑞文搭档合作，这段经历提升了她的即兴喜剧表演能力。2017年8月16日，她出演的校园青春剧《青春最好时》正式上线播出。 近年来，刘梦梦的演艺事业持续发展。2023年9月19日，一部聚焦都市女性成长的励志情感剧《好事成双》播出，她在剧中饰演了角色王艾晴。进入2024年，她的作品更是接连与观众见面：2月1日，出演的双向成长主题家庭轻喜剧《欢乐家长群》播出；3月12日，其参演的电影《前浪兄弟》登陆院线；7月2日，一部描绘职场与爱情的剧集《你比星光美丽》也与观众见面。展望已公布的未来计划，2025年4月2日，她出演的时代敢爱剧《值得爱》将播出；次日（4月3日），其参演的电影《不说话的爱》也将上映；7月16日，预计将有一部青春治愈校园剧《爱的方程式》播出；而在10月18日，她参演的短剧《太后有喜》也将如期与观众见面，展现了她丰富且持续的作品线。