遂代表中国出战在广东佛山举行的第八届亚洲游泳锦标赛，并在双人自由自选、双人技术自选、集体自由自选和集体技术自选比赛中摘取四枚金牌。2010年，刘鸥以队长身份率领队友参加广州亚运会花样游泳比赛的集体及自由组合比赛，夺得两面金牌。2012年，刘鸥代表中国出战英国伦敦举行的奥林匹克运动会水上芭蕾比赛团体项目赛事。