二零零五年十一月，她凭借参演青春题材电视剧《色拉青春》正式开启演艺生涯；此后不久，她更荣获2005年亚洲小姐称号，迎来事业上的首个高光时刻。与此同时，她还积极参加了2006年度国际小姐的竞选活动，并与好友携手合作，共同录制推出了个人首张音乐专辑，展现出多方面的才华。2009年11月，她出演了由赵薇、陈坤领衔主演的古装电影《花木兰》，在片中诠释了来自游牧民族的柔然公主一角，其独特的异域气质与角色颇为契合。2010年，她与朱一联袂主演了历史纪录片《大明宫传奇》，饰演容貌秀美、性情温婉的明月郡主。在影片中，她亲自演绎了一段大明宫舞蹈，其扎实的舞蹈功底与细腻传神的表演相得益彰，这段精彩演绎被许多观众和评论者誉为整部影片中尤为亮眼的华彩乐章。2011年2月，刘玥霏在央视播出的校园励志剧《毕业时刻》中饰演了白雪一角，她与张默所塑造的情侣形象生动鲜明，充分展现了青春学子的风采，因而被观众亲切地称为“鲜明情侣”。同时，剧中角色对梦想与未来的执着追求，也通过她的演绎给人留下了深刻印象；同年，她参演的军旅题材电视剧《大学生士兵的故事》也正式播出；7月，她受邀参加了湖南卫视推出的音乐真人秀节目《舞动奇迹第三季》，并与许家杰组成舞动拍档，二人默契配合，最终在比赛中荣获季军；9月，由刘诗诗、吴奇隆等主演的古装爱情剧《步步惊心》于湖南卫视播出，刘雨欣在剧中饰演郭络罗·明玉。该剧播出后收视率持续攀升，剧中人物命运与关系引发广泛讨论，刘雨欣也凭借此角色获得2011年搜狐视频电视剧盛典最佳新人奖提名，知名度进一步提升。2012年4月，由贾静雯等联合主演的古装历史剧《太平公主秘史》掀起收视热潮，她在剧中挑战饰演青年时期的武则天，成功塑造了这位传奇女皇早期形象，其演技获得了观众的一致认可与好评。2013年3月，她搭档李威共同主演了爱情喜剧电影《宝贝快跑》，在片中饰演了名为阿宝的角色。2014年7月，她主演的古装玄幻轻喜剧《聊斋外传》顺利完成拍摄工作；同年8月，她与立威廉、徐立等人共同主演的励志爱情电影《美人邦》登陆院线，她在片中饰演了坚韧乐观的农村女孩于中秋。这部影片因其独特的题材视角和精良的制作品质，在上映后赢得了观众与影评人的极佳口碑。
二零一五年三月，刘玥霏以常驻嘉宾的身份参与了中央电视台综艺频道推出的中韩明星跨界交流娱乐节目《叮咯咙咚呛》，开启了新一年的演艺活动。不久之后，她主演的情感商战剧《情诫》正式与观众见面，她在剧中成功塑造了翁肖琦这一角色，一位兼具出众美貌与深沉心机的职场女性，其复杂性格的演绎给观众留下了深刻印象。同年五月，她参演的年代爱情剧《抓住彩虹的男人》于浙江卫视和东方卫视的黄金时段同步上星播出，刘玥霏在剧中饰演了精明干练且性格强势的陆蔓，凭借精准到位的表演赢得了不少观众的认可与好评。到了十二月，她投入古装武侠传奇剧《惊天岳雷》的拍摄，在剧中扮演宰相之女秦娥，展现了其在古装领域的可塑性；同月九日，她还与艺人安七炫一同参加了竞技类节目《我要上春晚》，并凭借出色表现成功晋级。 进入二零一六年一月，刘玥霏亮相安徽卫视举办的《国剧盛典》颁奖盛典，作为表演嘉宾领舞了《表达》等多个节目。二月，她参与了大型晚会《2016年中央电视台春节联欢晚会》，与沙溢、闫妮、林依轮等艺人合作表演了精彩的开场歌舞《春到福来》。紧接着，她又登上了中央电视台元宵晚会的舞台，为全国观众演唱了歌曲《叮咯咙咚呛》。三月，由她与朴海镇、李菲儿等人共同主演的都市青春偶像剧《远得要命的爱情》在广东卫视和东南卫视播出，她所饰演的丁菲是一位外貌娇艳、身材性感且游刃有余的职场女性，进一步拓宽了其角色类型。八月，她与王琳、潘粤明等演员联袂主演的家庭情感剧《多少爱可以重来》于中央电视台电视剧频道首播，她饰演的年轻漂亮的王娇娇情感经历曲折动人，引发了观众的广泛讨论与追剧热潮。同年十二月，她主演的年代剧《硝烟散尽》在北京影视频道首播，她在剧中化身为百乐门中风情万种的知名舞者董丽娜，再次证明了其驾驭不同时代背景角色的能力。 二零一七年一月，刘玥霏再次受邀登上《2017年中央电视台春节联欢晚会》的舞台，并倾情表演了歌曲《难忘今宵》。二零一八年二月，她第三次站上《2018年中央电视台春节联欢晚会》的舞台，与李谷一、霍勇、汤非等艺术家同台，共同献上了一台精彩的歌舞表演《难忘今宵》。时间来到二零二零年一月，由迪丽热巴、高伟光领衔主演的古装玄幻言情剧《三生三世枕上书》在腾讯视频播出，刘玥霏在剧中饰演了身份复杂、性格鲜明的魔族公主姬蘅。二零二二年八月，她主演的、由导演王文杰执导的电视剧《崂山探花郎》正式播出。二零二三年八月，她出演的古装武侠传奇剧《惊天岳雷》播出，她在剧中再度饰演了宰相之女秦娥一角。展望未来，已定于二零二五年三月二十九日，她参与的综艺节目《无限超越班第三季》也将与广大观众见面。
刘玥霏与李濛的相识始于2009年。经过两年交往，刘玥霏怀有身孕。2012年，他们的孩子出生仅两个月，李濛便向刘玥霏提出了离婚申请，然而由于对协议中的具体条件感到不满，李濛迟迟未能签署相关文件。正是在双方尚未正式签订离婚协议的这段期间，李濛在一次朋友间的聚会上结识了张檬，两人关系迅速升温，很快发展为恋人。实际上，早在2011年至2012年间，刘玥霏便已多次在其个人微博平台上公开提及丈夫存在不忠行为，流露出对婚姻状况的失望与伤痛。直至2015年8月，刘玥霏与李濛的法律离婚程序才最终完成，经法院判决，孩子的抚养权归属刘玥霏。
2013年4月，刘玥霏与众多演艺界同仁共同参与了精品雅安爱心活动，她不仅积极助阵，还亲身投入到爱心T恤的现场义卖工作中，以实际行动传递温暖。同年6月18日，刘玥霏出席了“中国绿天使”受聘典礼仪式，并正式受聘担任“中国绿天使”项目下的丹顶鹤保护大使，致力于野生动植物保护的宣传与倡导。在慈善公益领域持续投入的刘雨欣，于2014年12月受邀参加了在北京举办的“微软在线·微公益时尚夜”活动，因其长期专注并积极推动公益慈善事业，她在该活动中荣获了“公益贡献明星奖”的荣誉称号。进入2015年，刘玥霏的公益步伐仍未停歇，同年1月，她现身某慈善拍卖活动现场，慷慨解囊为留守儿童募集善款；随后在6月15日，她出席了《2015星光上海—华谊ELLE之夜》慈善爱心派对及五周年庆典活动，继续以公众人物的影响力呼吁社会关注慈善事业。
二零二四年二月十九日，演员刘雨欣通过个人社交平台发布长文，叙述了近期遭遇的一桩不幸事件。她在文中提到，自己与家人结束旅行返回位于洛杉矶的住所后，竟发现家中遭人洗劫，几乎被偷盗一空。她进一步透露，此次损失的主要财产集中于价值不菲的珠宝、首饰以及名牌包袋等物品。针对可能出现的质疑，刘雨欣明确否认了借此进行炒作的意图，并解释了自己选择前往美国生活的缘由。她表示，此前自己曾罹患严重的抑郁症，远赴海外是希望暂时脱离原有环境中令人压抑的氛围，以寻求心灵的平静与康复，同时她也再度澄清了自己并未更换国籍的事实。时隔一年有余，至二零二五年四月二十五日，有网络八卦博主以漫画形式影射某位整容失败的女星曾介入他人婚姻，该内容迅速引发网友热议，许多人将猜测指向张檬与刘雨欣过往的纠葛，“张檬曾在刘雨欣孕期当小三”这一旧闻再度成为舆论焦点。面对新一轮的讨论与关注，刘雨欣随后更新动态，以一段意味深长的文字疑似作出回应：“我们都需要学会对过往释怀。每个人也都值得拥抱新的生活，毕竟生活不仅仅由昨天构成，更关乎未来的可能性，难道不是吗？”这段发言显得克制而充满反思，似乎意在为过往画上句点，并向前展望。
刘玥霏最初凭借青春偶像电视剧《色拉青春》正式进入演艺圈，她凭借出众的外形条件与持续进步的表演功底，在此后陆续参与了超过十部影视作品及舞台话剧的演出。她始终勇于突破自我，不断尝试各类迥异的角色，在偶像剧的领域内逐渐形成了个人独特且多变的表演风格。在都市青春偶像剧《远得要命的爱情》里，她成功塑造了一位既充满性感魅力又不失情感深度的职场女性形象，其多变而精致的服饰造型，以及日趋纯熟、极具张力的演技，让观众对刘玥霏未来的表现抱有更高的期待。随后在古装偶像穿越剧《步步惊心》中，她挑战饰演了性格骄纵蛮横但内心善良柔软的明玉格格，将这一角色的复杂层次诠释得十分到位，充分展现了其典雅而富有韵味的古装气质。此外，通过参与跳水真人秀节目《中国星跳跃》，刘玥霏以坚韧勇敢、努力拼搏的“励志女神”形象出现在大众面前，进一步拓宽了公众对她的认知。