2006年，劉彥卿與修慶合作參演首部電視劇《別忘了愛自己》，在劇中飾演管大軍，開始了演藝生涯。同年劉彥卿與陶澤如，鄭曉寧等主演了由徐紀周導演的電視劇《捍衛》，飾演阿龍。
2007年，劉彥卿出演由易寒導演的電視電影《紅色行動隊》播出，飾演小四。
2008年，劉彥卿出演由吳宇森導演的電影《赤壁》上映，飾演劉副將。
2009年，劉彥卿與李光潔合作出演由徐紀周導演的電視劇《殺虎口》播出，劉彥卿飾演狙擊手江口。
2010年，劉彥卿與朱亞文，喻恩泰等合作出演由劉家成導演的電視劇《高粱紅了》，飾演一連長。同年，劉彥卿與周昊東，王鷗主演的由
郭松導演的電視劇《刻不容緩》播出，飾演張生。同年，劉彥卿與黃健翔，連晉合作的電影《謀殺章魚保羅》上映。同年，與王雷，李強等主演由徐紀周導演的電視劇《天敵》，飾演文濤。
2011年，劉彥卿與黃海波，王雷等主演由徐紀周導演的電視劇《永不磨滅的番號》播出，飾演聞天海。同年，劉彥卿出席2011搜狐視頻秋季盛典紅毯。同年，劉彥卿與朱亞文，郭伊娜，姚笛等演員合作，主演了由花箐導演的電視劇《遠去的飛鷹》，飾演于青山。該劇于遼寧、吉林、四川、東南四家衛視播出。
2012年，劉彥卿與王雷，李建等合作，主演了由徐紀周導演的電視劇《歧路兄弟》，飾演彪子，該劇于浙江衛視播出。同年，因《永不磨滅的番號》獲得第18屆上海電視節白玉蘭獎銀獎。同年，因《遠去的飛鷹》獲得第26屆中國電視金鷹獎優秀電視劇獎。
2013年，劉彥卿與張博，邢佳棟等主演由徐紀周導演的電視劇《戰雷》，飾演排雷兵王盧勇，該劇于北京、安微、深圳、云南四大衛視播出。同年，劉彥卿出席搜狐視頻《戰雷》開播發布會。
2014年，劉彥卿出演由李小亭導演的電視劇《尖峰》，飾演小寶，該劇于黑龍江，四川，重慶衛視播出。
2015年，劉彥卿搭檔李晨，沙溢，馬蘇等演員，主演由徐紀周導演的電視劇《春江英雄之秀才遇到兵》，飾演李晨的師傅神槍手啞巴，該劇于北京，江蘇，廣東等衛視播出。
2015年，劉彥卿領銜主演了由最高人民檢察院影視中心出品，王利路導演的《警察故事》，飾演刑警隊長雷大有。同年，錄制中央電視臺大型反恐題材真人秀《反恐一線》，于CCTV12播出。
2016年，劉彥卿與段奕宏，倪大紅，戚薇，祖峰等主演由郭寶昌，劉涓導演的電視劇《謀圣鬼谷子》，飾演大將軍公子昂。同年，劉彥卿與趙麗穎，陸毅等主演由徐紀周導演的電視劇《胭脂》，飾演特工老喬，該劇于東方衛視，浙江衛視首播。
2017年，劉彥卿與丹尼斯·吳合作，出演由羅登導演的電影《愛上試睡師》，飾演派出所所長。同年，劉彥卿與鄧超，阮經天，劉詩詩等合作，出演由徐紀周導演的電影《心理罪之城市之光》，飾演拆彈專家。同年，劉彥卿與蘇子童合作，領銜主演了由左一陽導演的電影《東北娘們兒》，飾演于子豪。
2018年，劉彥卿與王鵬凱，娜仁花等合作，主演了由安戰軍導演的電影《閩贛風云》，飾演紅軍連長韓子青。獲得“2018年度電影頻道百合杯表彰典禮”評委會特別表彰獎。
2018年，劉彥卿搭檔黃渤，王寶強，張藝興，舒淇等演員，主演了由黃渤導演的電影《一出好戲》，飾演保安趙天龍。同年，劉彥卿受邀錄制東方衛視真人秀《極限挑戰》第四集第12期嘉賓收官節目。同年，劉彥卿出席《一出好戲》北京首映禮及映后見面會。
2019年，劉彥卿與楊洋，李一桐等合作，出演了由徐紀周導演的電視劇《特戰榮耀》，飾演特勤連長。同年，劉彥卿與林家棟，董成鵬搭檔，主演了由李子俊導演的電影《第八個嫌疑人》，飾演刑警小龍。
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