刘亦菲原名为安风,小名为茜茜(读xīxī)。因父母离异,后随她的母亲刘晓莉改姓刘,她的姥姥为她取名刘茜美子。1995年,年仅8岁的刘亦菲参加了中南商都第2届童花杯童装模特比赛,她在参赛的1800多名少年儿童中以自己良好的表演水平和优越的形体条件夺得冠军。1997年,从武汉市鄱阳街小学退学,随母亲远赴美国读书。因念书关系及待在美国时间较长,故刘亦菲母亲将其国籍改为美国。同年,刘亦菲在美国纽约开始上中学。2002年,回国的刘亦菲参加了北京电影学院的招生考试,并且顺利通过了一试和二试。而在关键的三试中,刘亦菲的表现给参与招生工作的老师们留下了很好的印象,刘亦菲因此被北京电影学院正式录取。2002年,制片人游建鸣在无意中看见了刘亦菲担任形象代言的广告,而后邀请刘亦菲出演民国爱情剧《金粉世家》中敢爱敢恨、刁蛮任性的富家小姐白秀珠一角,刘亦菲正式进入演艺圈;同年,刘亦菲被制片人张纪中选中,并主演央视版《天龙八部》,这是刘亦菲首部古装作品,刘亦菲因在剧中饰演了清艳唯美的绝世美人王语嫣一角而被称为神仙姐姐,并因此剧崭露头角。2003年3月20日,主演的《金粉世家》在央视频道黄金档首播,该剧播出后平均收视率达7.68%,并连续两年获得央视收视冠军;12月11日,刘亦菲主演的古装武侠剧《天龙八部》在浙江卫视首播,之后登录台湾中视播出,收视率达5.69%,取得了台湾同时段收视第一的成绩。2004年6月,开始参与电视剧《神雕侠侣》剧组的试镜;7月16日,刘亦菲与陈柏霖合作主演的青春爱情电影《五月之恋》上映,这是刘亦菲首部电影作品,她在片中饰演了性格开朗活泼又豪爽的京剧团学生赵瑄,而这也是她首次尝试现代装造型;同年10月11日,刘亦菲正式确定出演小龙女一角,并进组拍摄;11月30日,其主演的青春爱情电影《恋爱大赢家》上映,刘亦菲在片中饰演了活泼靓丽、精灵古怪的纯情少女金巧莉。2005年1月24日,刘亦菲主演的首部根据同名游戏改编的古装仙侠剧《仙剑奇侠传》首播,该剧在两岸播出后取得了高收视。刘亦菲在剧中饰演了天真无邪、痴情执着的女一号赵灵儿,并因此剧获得了高人气与关注度。2006年3月17日,与黄晓明领衔主演的古装武侠剧《神雕侠侣》首播,该剧播出后收获了不俗的收视成绩和口碑,并在2006年1至9月关于电视剧的调查数据中以45次的播出率排名第一位。之后登陆香港播出,并创下TVB剧集收视排行榜季军;刘亦菲则在剧中饰演了清丽脱俗、容颜倾世且不食人间烟火的小龙女一角;7月1日,发行首张日语EP《真夜中のドア》(中文名《深夜之门》),其中同名单曲亦成为日本动画片《飞天小女警Z》的片尾曲;8月31日,其首张个人同名国语专辑《刘亦菲》在内地发行,该专辑后于9月15日在香港、台湾、东南亚及日本同步发行;9月6日,发行首张日语专辑《All My Words》;10月27日,担任第6届中国金鹰电视艺术节开幕式的金鹰女神,刘亦菲由此成为金鹰节历史上首位金鹰女神,她在开幕式晚会上领衔表演了开场舞《金鹰飞翔》,还在随后的节目中演唱了歌曲《心悸》。2007年1月,演唱的歌曲《心悸》获得第6届中国原创音乐流行榜内地金曲奖;同年4月,确定搭档成龙、李连杰出演个人首部好莱坞电影《功夫之王》,并在片中饰演女主角金燕子一角,之后刘亦菲为该片提前进入训练地接受多种武术训练;同年,刘亦菲还被评为“中国80后十大杰出代表人物”。2008年起,凭借电视剧积累的高人气,刘亦菲开始将其演艺事业的重心转向大银幕,并与成龙、李连杰合作出演了首部好莱坞电影《功夫之王》;1月26日,刘亦菲主演的《仙剑奇侠传》首播三年后在河北卫视首次上星播出,平均收视达3.8%,并创下河北卫视开台以来最高收视率;4月24日,动作魔幻片《功夫之王》上映,该片全球播映时,刘亦菲获得IMDB全球新人榜人气第一,全球总榜107位。刘亦菲在片中饰演了武功高强、冷艳夺目的女主角金燕子;5月,刘亦菲签约了威廉·莫里斯公司。2009年,在央视报道认可的“80后新生代娱乐大明星”评选活动中正式获封“四小花旦”之一。2010年8月12日,与王力宏领衔主演的校园爱情电影《恋爱通告》上映,刘亦菲在片中几乎是素颜出镜,饰演气质超凡脱俗的民乐系女学生宋晓青。2011年4月19日,与古天乐领衔主演的由叶伟信执导的奇幻爱情片《新倩女幽魂》上映,并在片中饰演妩媚动人的狐妖聂小倩,该片内地票房突破1.5亿;11月29日,刘亦菲主演的由李仁港执导的古装战争片《鸿门宴》上映,并在片中饰演了能歌善舞、倾国倾城的虞美人虞姬。此外,刘亦菲还演唱了电影插曲《楚歌》。2012年7月12日,主演的由陈嘉上执导的古装武侠动作片《四大名捕》上映,该片在暑假档斩获两亿票房。刘亦菲在片中饰演了心思缜密、才智过人的女版无情一角;9月26日,古装历史片《铜雀台》上映,刘亦菲首次在片中挑战一人分饰两角,饰演了绝美神秘、为刺曹而生的杀手灵雎和绝色美女貂蝉,凭借在该片中的表现她获得了第五届澳门国际电影节最佳女主角奖;此外,刘亦菲还演唱了电影主题曲《等雪来》。2013年12月6日,主演的古装武侠动作片《四大名捕2》上映,她在片中继续出演心思缜密、能读懂人心的女主角无情一角,并演唱电影主题曲《放下》,该片上映首周位居第三,最终取得1.74亿元的票房成绩;11月26日,刘亦菲的蜡像入驻武汉杜莎夫人蜡像馆,并在武汉杜莎夫人蜡像馆的“武汉之光”展区展出。2014年8月22日,主演的《四大名捕》最终系列《四大名捕大结局》上映三日破亿;11月7日,都市爱情片《露水红颜》上映,刘亦菲回归现代题材,在片中饰演了本性善良且美丽动人的贵族小姐邢露。2015年4月3日,刘亦菲主演的由尼克·鲍威尔执导的古装战争片《白幽灵传奇之绝命逃亡》上映,并在片中饰演了逃亡公主赵莲;6月16日,在古装玄幻电影《三生三世十里桃花》中饰演四海八荒第一绝色、九尾白狐族上神白浅;9月25日,都市爱情片《第三种爱情》上映,刘亦菲在片中饰演了美丽知性的高冷女律师邹雨,并凭借该片获得第16届华语电影传媒大奖最受瞩目女演员;11月7日,主演由比利·奥古斯特执导的动作片《烽火芳菲》,饰演女主角英。2016年5月11日,受邀出席第69届戛纳国际电影节红毯;同年,刘亦菲主演的文艺片《夜孔雀》入围了第40届加拿大蒙特利尔国际电影节主竞赛单元,而刘亦菲则凭借该片中的表现入围到蒙特利尔最佳女演员的争夺战中。此外,刘亦菲为此片专门学习了法语,在片中饰演敢爱敢恨、求知欲强的法籍华裔留学生艾尔莎;7月8日,青春爱情片《原来你还在这里》上映,刘亦菲在片中饰演外表柔弱安静,但实际倔强执拗且自尊心强的苏韵锦,并演唱电影主题曲《还在这里》;9月,主演由陈国富监制的奇幻片《一代妖精》。2017年4月27日,在GMIC X 2017非凡盛典上获得“2017GMIC互联网时代电影人物”奖;5月,成为首位登上《InStyle优家画报》双封面的中国女星;8月3日,其主演的古装玄幻电影《三生三世十里桃花》上映,她在片中饰演了九尾白狐族上神白浅;12月18日,参加“2017时尚COSMO美丽盛典”12月19日,确定出演根据同名漫画改编的民国传奇剧《南烟斋笔录》,刘亦菲在剧中饰演具有奇妙的力量和独特的使命的奇女子陆曼笙;12月29日,主演的奇幻喜剧片《二代妖精之今生有幸》上映,刘亦菲在片中饰演了狐妖白纤楚,这是她首次尝试喜剧角色。2018年1月2日,当选2017时光年度大赏华语影坛“十大风云人物”。2019年12月,确认献唱电影《花木兰》主题曲《Reflection》。2020年1月11日,获2019微博之夜微博年度女神奖。3月,为电影《花木兰》演唱中文主题曲《自己》。8月27日,2020福布斯中国名人榜发布,刘亦菲排名第30位。9月4日,主演的电影《花木兰》定档在Disney+上线,在剧中饰演花木兰。11月20日,凭借《花木兰》获首届评论家选择超级奖动作电影最佳女演员提名。12月27日,获2020英国读者大奖最佳女演员奖。2021年2月16日,主演的电视剧《梦华录》开机,在剧中饰演赵盼儿。3月25日,因“BCI抵制新疆棉风波”,刘亦菲与adidas品牌终止一切合作。6月6日,腾讯视频《拾光盛典》官宣拾光开启人阵容,刘亦菲在列。