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盛典年度最具人气女演员奖[4]；同年，她还担任第九届金鹰电视艺术节的金鹰女神，成为金鹰节历史上的第四位金鹰女神[5]。
2013年，成为内地新“四小花旦”。2014年，凭借悬疑推理爱情电影《深夜前的五分钟》提名第6届澳门国际电影节最佳女主角。2016年，凭借古装剧《女医·明妃传》获得首届中国电视剧品质盛典年度最具影响力演员[7]。2017年，其领衔主演的古装奇幻权谋剧《醉玲珑》播出[8]；同年，她还主演了犯罪悬疑电影《心理罪之城市之光》[9]。2019年，主演的现代都市情感剧《如果可以这样爱》播出[10]。2020年，主演的都市情感励志剧《亲爱的自己》及年代情感剧《流金岁月》相继播出[77][79]；同年，她名列《2020福布斯中国名人榜》第29位。2021年，参加《伟大征程》庆祝中国共产党成立100周年文艺演出[120]；同年，还参演了历史剧情电影《1921》[80]。2023年，主演的古装传奇公路剧《一念关山》播出[144]。2024年，主演古装悬疑剧《掌心》[157]。
1987年，刘诗诗出生于BJ市。小时候家人曾主张让她向袁阔成学习评书，袁阔成认为女孩不适合说评书，建议她学舞蹈、表演，母亲又喜欢芭蕾，于是她6岁便开始在中央芭蕾舞团业余舞蹈学校学习芭蕾舞。小学四年级时，刘诗诗考上北京艺术学校（现BJ戏曲艺术职业学院），从普通小学进入北京艺术学校中专部进行专业芭蕾舞训练，并开始了住校生活。
2002年，在结束了五年的中专学习后，年仅15岁的她凭借自身扎实的芭蕾基础顺利考入北京舞蹈学院芭蕾舞系，学习芭蕾舞专业[11]。由于身体条件所限，她逐渐放弃了最初成为芭蕾舞者的梦想，打算在毕业后成为一名芭蕾舞老师。
2004年10月，本打算做芭蕾舞老师的刘诗诗在北京舞蹈学院读大三，《月影风荷》剧组到学校挑演员，原本只是去面试现场看热闹的她被意外选中，由此接拍了人生的第一部影视作品，从而开始了自己的演艺之路。而为了好听和便于记忆，导演平江锁金还特意将她的艺名取为“刘诗诗”。
北舞期间
2006年9月7日，出演平江锁金导演的作品《飞花如蝶》，在剧中饰演棋儿[12][13]；随后，参演古装剧《少年杨家将》，饰演民间医女、杨家四媳妇罗氏女[14][15]；10月，她主演的爱情悬疑剧《月影风荷》播出，在剧中饰演了单纯天真、身世坎坷的女主角叶风荷，出于剧情的需要，该剧总导演平江锁金还为她加了芭蕾舞《天鹅湖》选段[16]；同年，她还参演了两部数字电影《陆小凤传奇之大金鹏王》和《陆小凤传奇之决战前后》，并在片中饰演峨眉三英四秀之一孙秀青。
唐人时期
2007年元旦前后，大学毕业半年的刘诗诗通过参演唐人公司的系列电视剧，被上海唐人电影制作有限公司的总裁蔡艺侬看中，签约了唐人电影公司。同时，也使得非表演系科班出身的她逐渐积累起了大量的表演经验，正式由一名舞者转行成为一个职业演员[17]；7月17日，与众多艺人共同主演了古装玄幻爱情剧《聊斋奇女子》，并在第二单元《辛十四娘》中饰演心地善良、行善积德以修道成仙为志的女主角辛十四娘，该剧播出后打破了四川卫视年度收视纪录[18][19][20][21]。
2009年2月2日，与胡歌、林依晨、袁弘合作出演的古装武侠剧《射雕英雄传》上星播出，她在剧中饰演了个性坚强的穆念慈[22][23][24]；6月28日，与胡歌、杨幂、霍建华等联袂主演的仙侠剧《仙剑奇侠传三》上星播出[135]，在剧中饰演具有双重性格的龙葵，一个是温柔文雅的蓝葵和另一个是刁蛮泼辣的红葵，该剧在播出后则以平均收视率百分之的成绩取得全国同时段电视剧收视第一，刘诗诗个人也因此获得了更多关注[27][28][153]；
2010年1月25日，由刘诗诗出演的古装神话剧《白蛇后传》播出，她在剧中饰演了才貌双绝的画中仙尹双双[25][26]；7月12日，其参演的古装武侠剧《倚天屠龙记》上星播出，她在剧中饰演了杨过与小龙女的后人黄衫女子[29]；8月14日，参演的女性情感励志剧《天涯织女》首播，在剧中饰演清新可人、甜美的刁蛮公主赵嘉仪[30][31]。
2011年1月1日，与霍建华联袂主演的古装武侠剧《怪侠一枝梅》上星播出，她在剧中饰演了个性爽朗、酷帅傲气的燕三娘，该剧播出后各大视频网站点击率排名第一[32][33]；9月10日，刘诗诗领衔主演的古装宫廷剧《步步惊心》在湖南卫视首播，她在剧中饰演了意外回到康熙年间的乾清宫领头女官马尔泰·若