2004年10月，本打算做芭蕾舞老師的劉詩(shī)詩(shī)在北京舞蹈學(xué)院讀大三，《月影風(fēng)荷》劇組到學(xué)校挑演員，原本只是去面試現(xiàn)場(chǎng)看熱鬧的她被意外選中，由此開(kāi)始了自己的演藝之路。在見(jiàn)過(guò)該劇總導(dǎo)演平江鎖金之后，劇組決定由劉詩(shī)詩(shī)出演女主角“葉風(fēng)荷”，她接拍了人生的第一部電視劇《月影風(fēng)荷》，出于劇情的需要，還為劉詩(shī)詩(shī)加了芭蕾舞《天鵝湖》選段 ?。為了好聽(tīng)和便于記憶，導(dǎo)演平江鎖金特意將她的藝名取為“劉詩(shī)詩(shī)” ?。

　　2005年，平江鎖金還讓劉詩(shī)詩(shī)主演了自己的另一部作品《飛花如蝶》，在劇中飾演棋兒 ?。

　　2006年，劉詩(shī)詩(shī)參演了兩部電影《陸小鳳傳奇之大金鵬王》和《陸小鳳傳奇之決戰(zhàn)前后》在影片中飾演孫秀青。3月5日，《少年楊家將》開(kāi)拍，劉詩(shī)詩(shī)在劇中飾演“羅氏女” ?。同年7月參演2006版《射雕英雄傳》，在拍攝期間胡歌遭遇車禍而無(wú)法進(jìn)行該劇拍攝工作， 8月31日劇組正式被迫停工。2007年8月31日正式復(fù)拍。該劇于2008年9月18日在江蘇綜藝頻道首播。劉詩(shī)詩(shī)飾演“穆念慈”，因此劇而受到關(guān)注 ? ?。

　　2006年12月，《聊齋奇女子》開(kāi)拍，劉詩(shī)詩(shī)在第二單元《辛十四娘》飾演女主角辛十四娘 ?。據(jù)新浪網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，該劇在四川衛(wèi)視播出時(shí)打破了2007年的收視紀(jì)錄 ?。

　　2007年元旦前后，大學(xué)畢業(yè)半年的劉詩(shī)詩(shī)通過(guò)參演唐人公司的系列電視劇，被上海唐人電影制作有限公司的總裁蔡藝儂看中，劉詩(shī)詩(shī)簽約了唐人電影公司。同時(shí)，也使得非表演系科班出身的劉詩(shī)詩(shī)逐漸積累起了大量的表演經(jīng)驗(yàn)，正式由一名舞者轉(zhuǎn)行成為一個(gè)職業(yè)演員。

　　2008年8月，劉詩(shī)詩(shī)在電視劇《仙劍奇?zhèn)b傳三》飾演具有雙重性格的龍葵，一個(gè)是溫柔文雅的“藍(lán)葵”和另一個(gè)是刁蠻潑辣的“紅葵”。演技得到了鍛煉。《仙劍奇?zhèn)b傳三》還未殺青，劉詩(shī)詩(shī)就接到《倚天屠龍記》劇組的邀約，在《仙劍奇?zhèn)b傳三》殺青第二天飛往武當(dāng)山，進(jìn)行了《倚天屠龍記》定妝試戲工作。在《倚天屠龍記》中，劉詩(shī)詩(shī)飾演楊過(guò)與小龍女的后人“黃衫女子” ?。

　　2009年，劉詩(shī)詩(shī)接拍了電視劇《白蛇后傳》，在劇中劉詩(shī)詩(shī)飾演女主角詩(shī)妓“尹雙雙” ?。同年12月16日，電視劇《天涯織女》（原名《衣被天下》 ?）開(kāi)拍 ?。劉詩(shī)詩(shī)選擇飾演“刁蠻公主”趙嘉儀。該劇的總導(dǎo)演李國(guó)立起初有意讓劉詩(shī)詩(shī)出演“黃巧兒”。劉詩(shī)詩(shī)在看完劇本后很喜歡“嘉儀公主”便選擇了她 ?。

　　2010年5月，武俠劇《怪俠一枝梅》開(kāi)拍，劉詩(shī)詩(shī)與霍建華搭檔，在該劇中主演“燕三娘” ?。2011年1月，《怪俠一枝梅》在衛(wèi)視播出，各大視頻網(wǎng)站點(diǎn)擊率排名第一 ?。

　　2010年12月6日，由劉詩(shī)詩(shī)主演的穿越劇《步步驚心》開(kāi)拍 ?。

　　2011年9月10日，該劇在湖南衛(wèi)視首播。據(jù)中國(guó)安徽網(wǎng)絡(luò)電視臺(tái)2012年9月21日數(shù)據(jù)顯示，播出首日百度指數(shù)為36萬(wàn)。衛(wèi)視的收視為1.72%，一直穩(wěn)居同時(shí)間段衛(wèi)視頻道電視劇收視冠軍 ?。《步步驚心》經(jīng)搜狐視頻獨(dú)家年度首播后，截止2011年9月29日點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)擊量近3億 ?。該劇成為她的代表之作。劉詩(shī)詩(shī)憑借《步步驚心》獲得了2012華鼎獎(jiǎng)“最受媒體歡迎女演員”獎(jiǎng)，第二屆中國(guó)大學(xué)生電視節(jié)“最受喜愛(ài)電視劇女演員”，第十八屆上海電視節(jié)白玉蘭獎(jiǎng)“最具人氣女演員獎(jiǎng)”，以及第六屆騰訊星光大典“內(nèi)地年度女演員” ? ?。

　　2012年，劉詩(shī)詩(shī)嘗試多方面發(fā)展，除了首次獻(xiàn)唱電視劇插曲《等你的季節(jié)》外，也不再只專于古裝劇，接拍了自己出道以來(lái)的首部現(xiàn)代劇《天使的幸?！泛褪撞侩娪啊断乱粋€(gè)奇跡》。同年，還接拍了《大漠謠》（后更名為《風(fēng)中奇緣》）、《軒轅劍之天之痕》及《精忠岳飛》多部電視劇；同時(shí)還主演了電影《傷心童話》、《回到愛(ài)開(kāi)始的地方》（曾用名《愛(ài)的季節(jié)》 ?）和《不二神探》。7月，《軒轅劍之天之痕》在湖南衛(wèi)視首播。在橫跨兩個(gè)月，長(zhǎng)達(dá)9周播出過(guò)程中，《軒轅劍之天之痕》收視始終位居同時(shí)段全國(guó)首位，截止8月31日數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，《軒轅劍之天之痕》網(wǎng)絡(luò)播放量突破20億，成為史上第9部網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)擊播放總量超過(guò)20億的電視劇。此劇是第一部在國(guó)產(chǎn)電視劇市場(chǎng)實(shí)行“周播劇”的電視劇 ?。同年9月7日，第九屆金鷹電視藝術(shù)節(jié)開(kāi)幕，劉詩(shī)詩(shī)憑借《步步驚心》、《軒轅劍之天之痕》擔(dān)任了該屆金鷹電視藝術(shù)節(jié)的“金鷹女神”，是繼劉亦菲、李小璐、王珞丹之后，金鷹節(jié)歷史上的第四位金鷹女神 ?。

　　2013年1月21日，新生代四小花旦結(jié)果于出爐：劉詩(shī)詩(shī)和楊穎、楊冪以及倪妮獲選 ?。4月23日《福布斯》中文版推出“2013福布斯中國(guó)名人榜”，劉詩(shī)詩(shī)的排名較2012年有所上升，排名第57 ?。同年6月21日，由劉詩(shī)詩(shī)首次主演的懸疑動(dòng)作喜劇電影《不二神探》全國(guó)公映，劉詩(shī)詩(shī)飾演女主角劉金水。該片取得了公映三天票房近億元，最終票房近3億元的成績(jī) ?。

　　2014年03月26日，劉詩(shī)詩(shī)參演由唐人電影、新麗傳媒聯(lián)合出品的古裝傳奇勵(lì)志劇《女醫(yī)·明妃傳》，劉詩(shī)詩(shī)與霍建華再次合作，飾演一代女醫(yī)“談允賢” ?。5月4日《福布斯》中文版公布的“2014福布斯中國(guó)名人榜”中，劉詩(shī)詩(shī)繼2013年之后繼續(xù)保持上升，排名第25 ?。同年8月7日，由劉詩(shī)詩(shī)等主演的《繡春刀》于中國(guó)內(nèi)地上映。首映當(dāng)天取得了850萬(wàn)的首日票房 ?。10月2日，由劉詩(shī)詩(shī)等主演的電影《深夜前的五分鐘》于釜山國(guó)際電影節(jié)全球首映，并且于2014年10月23日在中國(guó)大陸全面上映，12月27日在日本首映。

　　2015年01月11日，由劉詩(shī)詩(shī)主演的公安反特電視劇《黎明決戰(zhàn)》開(kāi)機(jī)，劉詩(shī)詩(shī)與王千源再次合作，在劇中飾演女特工“宋紅菱”。

　　2016年2月13日，由劉詩(shī)詩(shī)與霍建華主演的《女醫(yī)·明妃傳》在中國(guó)內(nèi)地上映，劇情受到關(guān)注的同時(shí)，劇中大量醫(yī)學(xué)名詞、藥方的使用，都受到網(wǎng)友們的關(guān)注 ?。以收視率5.118%居首位收官。

　　劉詩(shī)詩(shī)出生于北京市宣武區(qū)（已并入西城區(qū)）的一個(gè)回族家庭，祖父是西河大鼓演員劉田利，父母都曾是工廠工人，后母親因健康原因內(nèi)退，而父親則下海經(jīng)商。小時(shí)候家人曾主張讓她向袁闊成學(xué)習(xí)評(píng)書(shū)，袁闊成認(rèn)為女孩不適合說(shuō)評(píng)書(shū)，建議她學(xué)舞蹈、表演 ?，母親又喜歡芭蕾，于是劉詩(shī)詩(shī)6歲便開(kāi)始在中央芭蕾舞團(tuán)業(yè)余舞蹈學(xué)校學(xué)習(xí)芭蕾舞，小學(xué)四年級(jí)時(shí)考上北京藝術(shù)學(xué)校（現(xiàn)北京戲曲藝術(shù)職業(yè)學(xué)院），從普通小學(xué)進(jìn)入北京藝術(shù)學(xué)校中專部進(jìn)行專業(yè)芭蕾舞訓(xùn)練，并開(kāi)始了住校生活 ?。

　　2002年，在結(jié)束了五年的中專學(xué)習(xí)后，年僅15歲的劉詩(shī)詩(shī)憑借自身扎實(shí)的芭蕾基礎(chǔ)順利考入北京舞蹈學(xué)院芭蕾舞系 ?。由于身體條件所限，她逐漸放棄了最初成為芭蕾舞者的夢(mèng)想，打算在畢業(yè)后成為一名芭蕾舞老師 ?。