2004年11月12号，刘庭羽与丁梦雨、高露合作主演的都市青春时尚剧《阳光丽人》在北京电视台四套首播，在这部剧中扮演客务部职员柳清书；12月14号，刘庭羽和邵峰、岳翎合作参与演出古装武侠剧《天剑群侠》。

　　2005年7月份，刘庭羽参与演出徐庆东执导，王茜主演的都市爱情剧《美味关系》，剧中扮演落落大方的文瑶；7月5号，刘庭羽和李冰冰、陈坤合作参与演出的古装武侠剧《长剑相思》在广东电视公共频道首播。

　　2006年7月份，刘庭羽与吴迪、何中华合作主演青春偶像剧《非常女生》；7月28号，刘庭羽和张家辉、乔振宇合作参与演出的古装爱情轻喜剧《新醉打金枝》在安徽卫视播出，在这部剧中扮演心机深沉的洛霞。

　　2008年6月14号，刘庭羽与丁嘉丽、马诗红合作主演的都市情感剧《特别的爱》播出。2009年11月23号，刘庭羽和陈松伶、蒋毅合作主演的都市励志剧《单亲妈妈》播出，在这部剧中扮演爱慕虚荣、手段卑鄙的女明星方紫依。

　　2010年4月10号，刘庭羽主演的悬疑喜剧片《天上掉下个林妹妹》上映，而后凭借这部片获得第十届长春国际影片节最佳新人奖；7月5号，刘庭羽和董璇、郭晋安合作主演的古装轻喜剧《刁蛮娇妻苏小妹》在广东卫视播出，剧中扮演气质清新脱备陵旬俗、琴棋书画俱佳的卢彩蝶。

　　2011年1月16号，刘庭羽和钟欣潼、蒋毅合作主演的古装神话剧《女娲传说之灵珠》播出，剧中扮演上古大神女娲的右护法腾蛇(魔音)，而后凭借这部剧获得优酷影视盛典新锐演员奖；2月14号，刘庭羽主演的悬疑片《不要和他约会》上映，片中扮演苏真；9月30号，刘庭羽和安以轩、冯绍峰合作参与演出的古装爱情剧《后宫》在浙江卫视播出，在这部剧中扮演个性温柔善良、楚楚可人的柏含香；12月17号，刘庭羽和张若昀、李曼合作参与演出的谍战剧《黑狐》在四川卫视播出，剧中扮演新四军女军官刘佳颖。

　　2012年2月9号，刘庭羽和甘婷婷、郑嘉颖联合主演的古装悬疑剧《深宫谍影》在湖南卫视金鹰独播剧场首播，在这部剧中扮演个性强悍、嫉妒心强的太子妃；3月26号，刘庭羽和欧阳震华联合主演的古装轻喜剧《天生无才》在福建东南卫视播出，剧中扮演智慧美女鞠莹莹。

　　2013年8月24号，刘庭羽与刘心悠、李承铉合作主演的古装爱情宫斗剧《唐宫燕》在湖南卫视第一周播剧场播出，剧中扮演敦厚善良、气度非凡的孟凡，和刘心悠扮演一对姐妹。

　　2014年1月1号，刘庭羽与谭耀文、穆婷婷合作主演的古装神话喜剧《土地公土地婆》在深圳卫视播出，剧中扮演相貌丑陋却内心善良的张若水；4月11号，刘庭羽与李威合作主演的惊悚片《血彩》上映，在片中扮演坚强刻苦的晗玥；7月2号，刘庭羽与杨幂、李易峰等合作参与演出的古装仙侠剧《古剑奇谭》在湖南卫视钻石独播剧场播出，剧中扮演温和慈爱的太古大神女娲；。

　　2015年7月18号，刘庭羽和蒋毅搭档主演的青春悬疑武侠剧《仙侠剑》在中央电踏叠连蒸视台电视剧频道，剧中扮演嫉恶如仇、智勇双全的臭舟敬何玉凤；7月21号，刘庭羽和安以轩、蒋毅合作主演的古装传奇剧《金钗谍影》播出，剧中扮演自小被宠爱，性格骄傲的郡主果馨；7月25号，刘庭羽和徐佳共同主演的抗战剧《伏击》在湖南经视首播，剧中扮演思想单纯，温柔善良的地下党袁玉婷；10月20号，刘庭羽和陈浩民、穆婷婷合作主演的古装神话剧《新济公活佛》在湖南卫视金鹰独播剧场播出。

　　2016年1月13号，刘庭羽和陈浩民、穆婷婷合作参与演出的古装魔幻偶像神话喜剧《天天有喜2之人间有爱》在湖南卫视金鹰独播剧场首播；9月5号，刘庭羽搭档秦海璐、郭晓东共同参与演出的都市剧《妈妈向前冲冲冲》播出，在这部剧中扮演为人直率热心的尹蓓蓓。

　　2017年7月23号，刘庭羽和章小军、谭凯合作主演的都市爱情剧《暖男记》播出，剧中扮演时尚女主播梁馨；9月11号，刘庭羽和何明翰、闫霖飞合作主演的抗战剧《铁血荣耀》播出，剧中扮演性格直爽，重情重义，正直爱国的高怡然；10月份，刘庭羽与张睿、李曼合作参与演出古装神话剧《封神之天启》。

　　2018年7月10号，刘庭羽和佟梦实、毛晓慧合作参与演出古装武侠剧《神雕侠侣》。

　　2019年，刘庭羽参与演出的古装剧《绝世千金》在爱奇艺视频播出；而后，刘庭羽与肖战、王一博等合作参与演出的仙侠剧《陈情令》在Tencent视频播出；这年，刘庭羽和杨紫、吴亦凡合作参与演出古装剧《青簪行》。

　　2021年，刘庭羽与高露、蒋毅合作主演的都市剧《暖阳之下》在央视八套播出，在这部剧中扮演涂悦。