二零一二年八月，刘宇航首次踏足专业模特赛事，在第五届新面孔中国模特大赛中崭露头角，成功夺得黑龙江赛区的亚军荣誉；同年十二月二十二日，他更进一步，于全国总决赛中脱颖而出，荣获男模组冠军，并同时获颁二零一二年度中国模特十佳新面孔最具风度奖，由此正式开启了他在演艺行业的征程。二零一七年六月五日，他首次涉足影视领域，参演了由导演吴锦源执导，赵丽颖、林更新、窦骁、李沁等共同主演的古装励志剧《楚乔传》，在剧中他诠释了秀丽军小将葛奇这一角色，这标志着他个人首部电视剧作品的诞生。同年八月八日，由他与范世錡、黄灿灿、徐峰等人联袂主演的都市奇幻爱情网络剧《我家来了个怪男人》在爱奇艺平台上线播出，刘宇航在剧中扮演了动漫周边店老板王沫。紧接着在八月十七日，他与林枫烨、程琢、付赫安琪、刘溪溪等演员合作主演的古装玄幻主题电影《法·海》于浙江象山影视城顺利完成全部拍摄工作，正式宣布杀青。二零二二年五月二十七日，他与庄达菲、任宥纶共同领衔主演的青春爱情剧《二进制恋爱》与观众见面。同年八月，他担任主演的又一部都市情感剧《最遥远的距离》也结束了拍摄阶段。进入二零二三年，其主演的电视剧《最遥远的距离》于十月二十六日播出。二零二四年二月六日，他参演的电视剧《大唐狄公案》如期播出。二零二五年，他的作品持续亮相：三月十八日，参演的电视剧《雁回时》播出；十月十二日，参演的短剧《你好，江医生》播出；十月十五日，他出演的法律援助题材微短剧《荆棘花开》在桐乡市正式开机拍摄；随后在十月二十日、二十一日及二十四日，其参演的短剧《怪她太会撒娇》、《心动坐标偏差》与《神女为我下凡尘》相继播出；十一月十二日，另一部参演的短剧《初次尝鲜》也与观众见面。至二零二六年二月十四日，他参演的短剧《昼以继夜》也如期播映，展现了其持续活跃的演艺步伐。
在充满信仰与热血的集结氛围中，高大俊朗的阳光少年刘宇航于网络剧《我家来了个怪男人》中饰演了动漫店老板王沫一角，其形象恰如一缕温暖和煦的清风，完美诠释了二次元世界中那种特有的温柔与治愈感。他不仅外形明媚阳光、身材挺拔，更在角色演绎中自然流露出细腻暖心的特质，令人印象深刻。在一组精心拍摄的写真中，刘宇航以牛仔背带裤搭配简约白T恤的造型亮相，这一身装扮既彰显出酷玩时尚的潮流态度，又通过他深邃而富有表现力的眼神，传递出格外撩人的魅力。当他换上明亮的黄色运动外套时，整个人仿佛被阳光笼罩，显得活力四射、朝气蓬勃；而头戴的俏皮鸭舌帽则进一步强化了他身上洋溢的少年感与灵动气息。在整个写真系列的捕捉下，他展现出十足的运动活力，每一个举手投足之间都散发着扑面而来的青春气息，仿佛将观者带入了一个充满动感与热情的视觉世界。