二零一零年，刘熙阳顺利通过了北京电影学院的招生考试，成为该校的一名新生。进入大学后，她积极参与各类社会实践活动，例如在二零一一年八月，她便报名参加了由北京市公安局巡特警总队于七里渠驻地专门为大学生组织的实践项目。在该活动中，她亲身参与了系统性的体能训练，并学习了特警基础技能的相关课程，这段经历不仅锻炼了她的身体素质，也让她对警务工作有了更直观的认识。此外，在校学习期间，刘熙阳也注重全面发展，尤其在体育课程方面，她根据个人兴趣选修了网球项目，通过持续的练习进一步提升了自身的运动协调能力与团队协作精神。
二零一二年五月二十八日，刘熙阳正式开始了她的演艺生涯，她与刘威、杨紫、张子枫、张一山等多位演员共同参与了由导演斗琪执导的都市生活剧《老爸回家》的拍摄工作。在该剧中，她扮演了角色高贺自幼相识的好友贺佳，由此步入了影视行业。同年，她还参演了一部剧情影片《东海霞光》，并在片中成功塑造了海岛女兵连连长陈丽蓉这一形象。二零一三年六月，她与蔡珩、张又天联手主演了一部古装题材电影《瓷魂》，在影片中饰演以烧制瓷器为生的白家后代白芷烟。进入二零一四年九月，刘熙阳担任了由钱泠泠执导的环保主题电影《归情》的主演，在片中扮演刚从旅游专业院校毕业的年轻角色林欣；同年十月，她又与文皓程合作主演了一部青春题材的电影《网球之恋》。二零一五年，她与李根共同主演了一部微电影《致橡树》，在片中诠释了表演专业大学生韩心的故事。二零一六年四月，她参演了一部大型历史剧《百家姓·起源故事》，在剧中饰演周武王的女儿大姬一角。二零一七年，她与张辉、张一山、杨紫、关晓彤等演员合作出演了一部爱情文艺片《一纸婚约》，在片中扮演刚刚步入社会的女大学生叶子，并凭借这一角色获得了第十八届大学生原创影片大赛最佳女主角奖以及第三届意大利中国电影节最佳女演员奖两项荣誉。二零一九年一月六日，由刘熙阳参与演出的古装历史电视剧《龙族的后裔》在中国大陆正式播出。
二零一九年二月，多家媒体报道了演员刘熙阳与北京电影学院表演学院时任院长张辉登记结婚的消息，这段婚姻关系因双方年龄差距接近三十岁而引发了公众与媒体的广泛关注与讨论。
由张辉与刘熙阳两位演员共同担纲主演的电影《一纸婚约》，在演员阵容上可谓颇具看点，其中更有关晓彤、杨紫、张一山等多位知名演员参与助阵，担任配角。然而，该片在正式登陆院线后，市场反响却显得较为平淡，上映首日在全国范围内仅收获约26万元人民币的票房成绩。若依照行业内常见的影院与片方之间按四六比例进行分账的惯例来计算，这部影片在票房收入方面面临的挑战相当明显，能否顺利收回制作与宣发成本已成为一个现实的问题。
在电影《一纸婚约》中，演员刘熙阳凭借其清新亮丽的外形条件，为所饰演的女大学生叶子这一角色注入了独特的魅力与光彩。她的形象与角色气质高度契合，使得人物塑造更为生动立体。在一组以夏日度假风为主题的街拍中，刘熙阳以一袭时尚装扮出镜，鲜艳的红唇与身旁点缀的白色花朵相互映衬，巧妙平衡了热烈俏皮与清新文艺两种风格，令整体造型充满高级的时尚感。这充分展现了她极强的可塑性，无论是需要红毯女神般的华贵气场，还是日常清新的文艺风格，她都能游刃有余地驾驭。此外，在备受瞩目的休斯敦国际电影节上，刘熙阳身着一件设计典雅的晚礼长裙亮相，整体仪态温婉清新，举止大气自然，其甜美的笑容中更流露出几分聪慧与灵动，给观众留下了深刻印象。而在第十八届大学生原创影片大赛的颁奖礼现场，她选择了一身白色蕾丝碎花连衣裙登场，造型清新雅致，显得脱俗而灵动。其举手投足之间，不仅自然流露出作为一名演员所特有的灵气与敏感度，同时也保持了恰到好处的得体与大方，彰显出她日益成熟的个人风格与舞台魅力。