2001年，还在北京电影学院读大二的刘冠翔接拍了古装剧《大汉天子》，饰演汉朝名将李陵。
2003年，主演电视剧《情断上海滩》饰演正义巡捕白尘。
2004年，参演马景涛主演的清朝秘史剧《太祖秘史》，饰演叶赫贝勒金台吉。同年，拍摄电视剧《非常24小时》，饰演一名日本人“秋山峻”。
2005年，在神话剧《宝莲灯》中扮演东海八太子敖春。夺得2005年度影视十佳新星。
2007年，拍摄古装戏《北魏冯太后》。
2009年，参演《新水浒传》，饰演出身底层的草根英雄拼命三郎石秀。
2011年，主演《国家命运》，饰演两弹元勋邓稼先。
2013年，电视剧《大汉情缘》中出演大内总管于安。
2016年，参演《修仙记之何仙姑传》。
