2003年9月曾和腾讯公司创始人马化腾有过接触。2005年2月加盟腾讯公司，被任命为腾讯首席战略投资官。2006年2月15日出任腾讯公司总裁，协助马化腾负责公司的日常管理和运营。2007年3月被任命为腾讯公司执行董事。2011年7月28日，接替金山软件非执行董事张旋龙担任董事会成员。2011年9月19日辞去英利绿色能源控股有限公司独立董事兼薪酬委员会委员职务。2014年3月加入京东商城董事会。从年薪来看，刘炽平已经连续十年年薪超越腾讯创始人、董事长马化腾。其中2018年两人的差幅达到最高点，