1974年10月13日,刘恺威出生在香港,他的父亲是曾经在83版《射雕英雄传》中扮演“洪七公”的香港演员刘丹。此外,刘恺威还有一个妹妹刘璀翎。在十几岁的时候,刘恺威跟着家人移居加拿大。大学的时候,刘恺威选择了加拿大怀雅逊大学建筑系,而其父亲刘丹之前也学过土木工程。1993年,刘恺威参加全加拿大华人歌手选拔赛夺得冠军,因这次歌唱比赛的举办和TVB有关系,于是进入了TVB艺员训练班学习。1994年,刘恺威进入香港无线电视台,从此正式踏入演艺圈。1995年,成为香港Sony Music签约新人。参演电视剧《真情》,这部戏是刘恺威入行后的第一部作品,而且这也是他和父亲刘丹的初次合作。1996年,进入台湾Sony Music。1997年,推出首张国语专辑《LALALA我爱你》。1998年,在香港推出首张粤语EP《A BOY'S STORY》。同年,参演电视剧《鉴证实录2》,出演法医杨志伦,与小堂菜饰演情侣。1999年,参演电视剧《创世纪》,在剧中扮演罗嘉良的弟弟荣泽。2000年,与谢霆锋一起出演《挞出爱火花》,饰演男二号张永亮。2001年-2003年,刘恺威分别出演了《皆大欢喜》的古装版和现代版。2005年,离开TVB,辗转去过新加坡、台湾、香港亚视,参与一些剧集的演出;同时,他和任泉合作了第一部内地电视剧《大清徽商》;之后,刘恺威又和潘虹、胡静、任程伟合作拍摄了《灯火阑珊之遗嘱背后》。2007年,正式转入内地发展。2008年,凭借在《凤穿牡丹》里扮演的“霍冬青”一角,开始在内地崭露头角。2009年,接拍了《娘妻》、《谁知女人心》、《国色天香》等电视剧。2010年,凭借《娘妻》获得江苏电视剧颁奖典礼“最佳男演员奖”。2011年,刘恺威因在电视剧《千山暮雪》中饰演“莫绍谦”获得了更高的人气,跻身国内一线明星行列。2012年,主演的爱情喜剧电影《HOLD住爱》在七夕情人节当天上映,这也是刘恺威在内地的第一部电影,影片上映当天取得2000余万票房,成为2012年七夕档上映影片票房冠军;同年,他主演的《战火西北狼》、《美人无泪》等电视剧也相继播出,《画皮之真爱无悔》、《江南四大才子》亦相继拍摄完成;此外,刘恺威还首次制片并主演了刘恺威工作室承制的都市商战悬爱大戏《盛夏晚晴天》。2013年4月23日,推出的“2013福布斯中国名人榜”中,刘恺威综合排名第49位;同年,《盛夏晚晴天》播出,网络视频播放量4天突破1亿,21天突破10 亿,刷新了2013年影视剧网络播放最快破亿的纪录;同时,还参演了抗战剧《喋血孤岛》;5月3日,刘恺威第二部制片并主演作品《一念向北》正式开机拍摄,7月27日全剧杀青;8月1日,刘恺威离开TVB北上发展八年后再次出演的老东家作品《风云天地》开机;同时,主演了电视剧《妻子的秘密》;12月15日,刘恺威正式进组拍摄大时代浪漫动作偶像剧《千金女贼》,饰演黑帮老大白正擎(白狼)。2014年3月6日,主演大型古装喜剧《江南四大才子》登陆浙江卫视,并在腾讯视频同步播出;4月5日,主演的桐华监制的小清装悬疑虐恋电视剧《抓住彩虹的男人》开机;5月4日,福布斯中文网发布2014福布斯中国名人榜,刘恺威综合排名19,收入排名15;8月2日,刘恺威加盟《非诚勿扰》成第二位“非诚合伙人”,其录制的4期节目于2014年8月30、31日及2014年9月6、7日21:10江苏卫视播出;8月23日,主演的都市生活情感剧《你是我的姐妹》开机;11月10日,主演的电视剧《两生花》开机。2015年3月,主演电视剧《蜂鸟出击》,刘恺威在剧中饰演的温文尔雅、成熟内敛的罗少卿;4月12日,担任cctv-6首档青春益智真人秀《校花与学神》的导师;4月28日,主演电视剧《寂寞空庭春欲晚》发布会举行。同年参与电视剧《你的传奇之危机四伏》拍摄。2016年2月1日,主演的古装爱情剧《寂寞空庭春欲晚》播出,在剧中饰演一代帝王康熙。3月8日,获得中国电视剧品质盛典上“年度最具魅力男演员”奖。4月21日,担任制片人并主演的都市情感商战剧《一念向北》在央视八套上星播出。5月15日,刘恺威个人广播”刘恺威深夜电台“正式上线。6月10日,第22届上海电视节闭幕暨白玉兰颁奖典礼在上海举行,张国立、刘恺威、秦海璐、鞠觉亮、张永琛等本届“白玉兰”评委率先集体亮相红毯,开启当晚熠熠星光。6月16日,主演都市话题剧《周末父母》,在剧中饰演时尚杂志的资深编辑于致远。6月18日下午,亮相米兰时装周,先后亮相了两场大秀,打扮精致时尚却又简约不造作,首度亮相时装周的刘恺威造型时髦获赞。10月,主演东方传奇仙侠剧《莽荒纪》,在剧中饰演纪氏部落领主之子纪宁。2017年4月,主演的都市情感悬疑律政剧《继承人》播出,在剧中饰演律师郑昊。10月,刘恺威获金橡树奖最佳男演员奖。2018年4月30日,主演的电视剧《莽荒纪》在安徽卫视播出。5月5日,担任嘉宾的综艺节目《跨界歌王》开播。7月7日,发行合唱单曲《共同家园 (大湾区主题曲)》。7月14日,参加综艺节目《跨界歌王》第三季。7月28日,参加综艺节目《跨界歌王》第三季总决赛上半场。8月4日,参加综艺节目《跨界歌王》第三季总决赛,获得最具影响力奖。8月9日,应邀参加纪念建军91周年——“星光耀香港”慰问中国人民解放军驻香港海军部队专场演出”。8月11日,参加“欢动北京”第七届国际青少年文化艺术交流周活动。9月6日,“2018中俄艺术家大联欢”在哈尔滨举办,刘恺威参加并演唱歌曲《征服》。11月11日,参演的电视剧《你和我的倾城时光》播出。2019年4月20日,参加综艺节目《经典咏流传》。9月19日,主演的电视剧《外交风云》在北京卫视、广东卫视,优酷、腾讯、爱奇艺同步播出,在剧中饰演钱学森。10月,刘恺威与嘉行合约到期不再续约。2020年2月16日,发行合唱单曲《坚信爱会赢》。同年,参演电影《猎网行动》。7月,参与合唱单曲《祈愿》。12月5日,主演的话剧《雷雨》和《雷雨·后》在海口湾演艺中心首演,在剧中饰演周萍。12月9日,主演的电视剧《这就是生活》定档在湖南卫视、芒果TV、爱奇艺、腾讯视频播出,在剧中饰演管一鹤。2021年2月27日,参加综艺节目《快乐大本营》。4月11日,参加的综艺节目《经典咏流传第四季》第九期在央视综合频道播出。9月10日,参演的电影《梦境人生》定档在中国内地上映。9月21日,参加2021年中央广播电视总台中秋晚会,演唱尾声歌舞《海上明月》。10月2日,参加的户外纪实真人秀节目《京城十二时辰》定档在北京卫视播出。