2005年5月劉維參加第二屆萊卡我型我秀，在9月10日晚舉行的總決賽中獲得冠軍。10月由東方衛視、上騰娛樂推薦，劉維參加全球華人新秀歌唱大賽，并在10月23日總決賽中再次得冠。獲得全球華人新秀金麥克風大獎，此次獲獎標志著劉維的演藝生涯的開始。
2006年2月根據劉維的演藝風格、特點強項，并配合朝鮮族的籍貫。劉維到韓國進行唱歌、跳舞、錄音方面的學習，并拜師韓國制作人樸振榮。在韓國期間劉維錄制了首支單曲《I Do》，歌曲由陳耀川先生以韓文版《I Do》的意境和發音貼切為寫作原則，重新創作而成。10月從韓國學成歸來的劉維發行了單曲《OOH》，并拍攝MV。12月7日在TVB8金曲榜頒獎典禮中劉維獲得最佳男新人獎銅獎。
2009年11月參演歌曲電影《歌舞青春》，在電影中飾演瘦猴一角。與張峻寧、袁成杰、馬梓涵共同演出，并演唱5首插曲。
2010年4月為男才女貌組合創作歌曲《耀出彩》。隨后與張鵬搭檔主持中國內地首檔網絡電視娛樂節目《明星來了》。9月發行單曲《快樂是…》并拍攝MV，隨后擔任全球音樂之旅Campus Live的主持人，以主持人身份亮相中國各大高校的舞臺。
2011年為王瑞淇創作歌曲《we are friends》，11月參演話劇《后青春期的詩》。
2012年2月中國首部美食題材的電視劇《林師傅在首爾》播出，劉維在劇中飾演張瑞希的弟弟樸俊男。隨后參加山東衛視歌聲傳奇節目表演《小草》、《中意他》、《心語》。
2013年參演金依萌執導的都市喜劇片《一夜驚喜》，飾演范冰冰的“男閨蜜”吉吉。隨后參演劉家成執導的電視劇《心戰》 。12月錄制《百變大咖秀》第五季節目，模仿吳莫愁演唱《就現在》。
2014年4月先行發布單曲《愛誰誰》及MV ，之后發行首張專輯《SomeOne》。其后在電影冰雪奇緣中劉維演唱《In Summer》的中文版《在夏天》。11月劉維參演金依萌執導電影《一路驚喜》，電影中劉維飾演一位“備胎男”，與闞清子、蔣勁夫、張辛苑上演了一出四人的瘋狂旅行，并參與創作同名主題曲《一路驚喜》。
2015年1月參演劉家成執導的軍旅題材電視劇《天生要完美》，在劇中飾演方南江，在經歷一系列的訓練和洗禮最后成為硬漢。2月，參演網絡古裝推理喜劇《名偵探狄仁杰》。3月30日劉維攜手賈玲發行單曲《感覺自己萌萌噠》，幾日內試聽點擊量破千萬，歌曲唱出了現代人的壓力與吶喊，傳遞出用樂觀精神的正能量。7月，在江蘇衛視播出的都市職場情感劇《加油吧實習生》中飾演楊嘉嘉，與趙麗穎、鄭愷對手戲，個性呆萌幽默。8月，參與樂視網推出的明星婚戀真人秀節目《十周嫁出去》，還參加了北京衛視音樂推理綜藝節目《歌手是誰》 以及搭檔喜劇演員賈玲，創作并演唱了喜劇綜藝《喜劇班的春天》同名主題曲。
2016年1月，參加CCTV-3《中國好歌曲第三季》，演唱原創歌曲《因為你是范曉萱》，現場打動了范曉萱本人以及眾多的聽者。4月，劉維作為固定嘉賓參加綜藝節目《火星情報局》，在節目中擔任高級特工職位。5月，劉維參加湖南衛視綜藝節目《我想和你唱》，擔任鑒客團成員之一。2017年1月，劉維參加喜劇脫口秀節目《吐槽大會》，同月劉維還演唱了五福主題神曲《五福到》。2月，劉維受邀參加湖南衛視元宵喜樂會，與謝娜、張大大、楊迪共同表演歌舞劇溫情小品；14日發行單曲《撩妹兒》，同時作為喜劇電影《瘋岳撬佳人》的片尾曲。4月，劉維為都市情感電視劇《繁星四月》，演唱了插曲《Sunny Day》。12月發行EP《看臉時代》。
2018年3月13日，主演都市奇幻喜劇《萬能圖書館》播出，在劇中飾演熊思考；4月12日，發行《萬能圖書館》季終曲《不想說再見》；6月，參加湖南衛視綜藝節目《向往的生活》；7月，參加東方衛視《新舞林大會》同月，參加江蘇衛視《金曲撈之挑戰主打歌》演唱歌曲《對面的女孩看過來》 ；10月12日起，參加網絡綜藝節目《火星情報局》第四季；11月23日起，和媽媽參加江蘇衛視綜藝節目《最美的時光》，同月，與朱一龍、吉克雋逸、李菲兒共同演唱“人人都是志愿者”關愛精障人群藝術天賦公益項目官方推廣歌曲《夢開始的地方》；12月12日，發行單曲《背對你的眼淚》。
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