1992年首次出演电影，是雷献禾执导，牛犇主演的《祝你好运》。1997年与房斌共同主演历史传奇剧《凤阳小子朱元璋》。1998年搭档刘涛、于月仙主演民国题材剧《乱世有情天》，饰演于金枝。

1999年在王伍福主演的人物传记题材剧《朱德元帅》中饰演元帅夫人陈玉珍。同年与曹力领衔主演悬疑刑侦剧《派出所的故事》饰演艾虹。

2000年在百集电视剧《新编聊斋》的第一部《人鬼情缘》中饰演女主角漂亮、聪明的女鬼聂小倩。同年出演的电视剧《天边有个威海卫》获得第18届中国电视金鹰奖中短篇电视剧优秀奖。2001年领衔主演石建都执导的教育题材电影《妈妈没有走远》。

2002年出演根据现实主义作家陆涛的长篇小说《京西大嘴》改编而成的电视剧《永不低头的向日葵》。同年在管虎导演，陈道明、张子健主演的电视剧《冬至》中饰演反一号郁青青。2003年联合罗刚共同主演军旅题材剧《我们的连队》饰演军嫂黄丽菲。

2004年与彭雯妮主演《梦一般飞翔》。同年在孔笙执导的《前门楼子九丈九》中饰演奎俊儿。同年在闫宇彤执导的刑侦剧《案发现场》中饰演办事干练的痕检专家叶玲。2005年12月在阚卫平执导，王庆祥主演的古装探案剧《大宋提刑官2》中饰演宋慈的得力助手英姑。

2006年主演由余华小说《活着》改编而成的电视剧《福贵》，在剧中饰演十分漂亮、知书达理的米行老板千金陈家珍。同年与李诚儒、董勇主演都市悬疑剧《惊险生活》。同年在曾黎主演，高群书执导的《罪之缘》中饰演秦海鸥。

2007年5月与周一围、修宗迪主演的全面反映楼市商战、窥探楼市内幕的电视剧《楼王之谜》饰演男主角童瞳的妻子岳静水。同年在抗战剧《血色湘西》中饰演南抗战救亡慈善总会工作人员童莲。

2009年联合斯琴高娃、徐秀林主演史诗情感剧《娘》饰演娘的二女儿穗儿。

2010年参演孔笙执导，李晨、霍思燕主演的家庭情感剧《风车》。在连奕名自导自演的年代军旅情感剧《五湖四海》中饰演院长郑达志之妻姜新民。

2011年5月开机的战争剧《汉阳造》中饰演余江琴。5月12日汶川地震三周年之日，搭档董勇、高鑫主演的电影《北川重生》上映。在李立群、殷桃主演的农村励志剧《温州一家人》中饰演赵冠球的贤内助李阿香。同年出演张嘉译、罗海琼主演的谍战剧《借枪》。

2012年6月21日参演安战军执导的悬疑电影《黑暗中的救赎》上映。8月出演徐宗政执导的抗战剧《我是传奇》播出。12月在秦海璐、周小斌主演的《向幸福前进》中饰演东北女人向前芳。参与陶虹、王锦鹏主演的都市情感题材剧《买房夫妻》。

2013年出演海顿自导自演的英雄战争剧《传奇英雄》。同年领衔主演了刘佩琦首次执导的励志温情剧《幸福相依》饰演女一号性情善良温柔的王桂英。

2014年2月播出的年代剧《父母爱情》中饰演葛老师。4月18日荣获得第1届演员行业形象金榜演员奖。7月15日在央视一套黄金档播出的《湄公河大案》中饰演杜金家保姆坎兰。同在孔笙执导的古装电视剧《琅琊榜》中饰演静妃一角，这是刘敏涛与导演孔笙的第六次合作。

2015年，谍战剧《伪装者》于8月31日登陆湖南卫视，刘敏涛在剧中饰演女一号明氏家族的大姐，心怀家国，秘密资助抗战的红色企业家明镜。