刘嘉芮的家乡位于吉林省辽源市，她在大学阶段选择了流行演唱专业进行系统学习。在校求学期间，她获得了参与院线电影《财神到》拍摄的宝贵机会，这部影片由著名艺人谭咏麟担纲主演。这次实践经历让她对表演艺术产生了更深厚的兴趣，因此她在毕业后选择进入中央戏剧学院进行进一步的深造与专业训练。完成进修之后，刘嘉芮正式开启了她的职业演员道路，并在此后陆续参与了多部电视剧与电影的拍摄工作，在不同作品中不断积累经验、磨练演技。
二零一七年六月二十七日，由秦立洋、孙雪宁等人共同主演的青春励志题材电影《旋风辣妹》正式上线播映，她在片中扮演了一位内心藏着诸多心事、性格直率火爆的跆拳道少女鲁晴子，凭借鲜明的角色个性给观众留下了深刻印象；同年十一月九日，她又出演了一部反套路风格的热血武侠喜剧《拜见宫主大人》，该剧的播出进一步展现了她在喜剧表演方面的潜力。此外，在2017年推出的网络电影《我的要命女友》中，她担纲女主角叶小星，生动演绎了一段发生在富家千金与外卖小哥之间的曲折而浪漫的传奇爱情故事。进入2018年，她在主演的迷你剧《傻妻》中实现了形象的较大突破，饰演一位因故自杀未遂、内心充满忧郁的少女吴欣然，细腻刻画了角色复杂的情感世界。同年，她还参演了于湖南卫视金鹰剧场播出的剧集《蜗牛与黄鹂鸟》，并在其中饰演徐子萱一角。2019年九月十八日，她出演的甜美治愈系剧集《失恋疗养院》如期播出；紧接着在十月十七日，另一部由她参与的都市情感剧《没有秘密的你》也与观众见面。同年，她还与官鸿、张艺上等演员合作，出演了网络剧《玉昭令》，在剧中饰演刘小妹。2020年四月二十一日，她主演的惊悚悬疑电影《意境求生》上线，她在片中一人分饰双胞胎姐妹中的妹妹“夏雨”，挑战了性格迥异的双重角色。值得一提的是，早在2018年十二月二十六日，她参演的中国首部以古董传奇为背景的悬疑剧《古董局中局》已于腾讯视频播出，她在剧中化身外表与内心皆冷酷的女杀手“入情”，展示了其驾驭不同类型角色的能力。2021年五月一日，她出演的喜剧犯罪电影《阳光劫匪》上映，她在片中再次饰演一对双胞胎姐妹小云，进一步体现了她在角色分身演绎上的技巧。同年，她获得导演管虎的赏识，受邀出演其执导的待播院线电影《狗镇》，该片预计将于2024年与广大观众见面。