刘诗诗出生于北京市宣武区（已并入西城区）的一个回族家庭，父母都曾是工厂工人，后来母亲因健康原因内退，而父亲则下海经商。刘诗诗从六岁开始学习芭蕾，出尘脱俗，淡雅清纯。

刘诗诗因出演《仙剑奇侠传三》中的“龙葵”一角而被观众所熟知。

2011年，随着穿越剧《步步惊心》的热播，刘诗诗凭借着“马尔泰·若曦”一角人气飙升，和吴奇隆一同获得最佳荧幕情侣。

2012年，刘诗诗主演的电视剧《轩辕剑之天之痕》于7月6日在湖南卫视首播，刘诗诗饰演拓跋玉儿。

2006年9月7日，刘诗诗出演了平江锁金导演的另一部作品《飞花如蝶》，并在剧中饰演棋儿；随后，她还参演了古装剧《少年杨家将》，刘诗诗在剧中饰演民间医女、杨家四媳妇罗氏女；10月，其主演的爱情悬疑剧《月影风荷》播出，她在剧中饰演了单纯天真、身世坎坷女主角叶风荷，出于剧情的需要，该剧总导演平江锁金还为刘诗诗加了芭蕾舞《天鹅湖》选段；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。

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，刘诗诗签约了唐人电影公司。同时，也使得非表演系科班出身的刘诗诗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；7月17日，刘诗诗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。

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。

2010年1月25日，由刘诗诗出演的古装神话剧《白蛇后传》播出，而她则在剧中饰演了才貌双绝的画中仙尹双双；2月14日，与胡歌、霍建华、杨幂等联袂主演的仙侠剧《仙剑奇侠传三》上星播出，而她则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1.245的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；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；8月14日，她参演的女性情感励志剧《天涯织女》首播，其在剧中饰演清新可人、甜美的刁蛮公主赵嘉仪。

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；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·若曦，还首次献唱电视剧片尾曲《等你的季节》，该剧在播出期间一直稳居全国同时段收视率冠军的位置，同时也获得了近3亿次的网络播放量，刘诗诗个人则凭借该剧获得第18届上海电视节白玉兰奖互联网观众票选最具人气女演员、华鼎奖最受媒体欢迎女演员、第6届腾讯星光大典内地年度女演员以及第2届中国大学生电视节最受喜爱电视剧女演员等多个奖项。

2012年，刘诗诗尝试多方面发展，将重心转向了大银幕；3月31日，由她参演的励志电影《下一个奇迹》上映，而其则在片中饰演了单纯而又美丽的女孩李佳怡，这是她的首部大荧幕作品；7月，刘诗诗主演的古装玄幻仙侠剧《轩辕剑之天之痕》在湖南卫视首播，她在剧中饰演了活泼聪明、重情重义的北方挞拔族二公主挞拔玉儿，该剧播出后则以平均收视率百分之1.617，市场份额百分之7.16的成绩取得全国同时段电视剧收视第一，截止8月31日数据统计，此剧网络播放量突破20亿，成为史上第9部网络点击播放总量超过20亿的电视剧，而刘诗诗则凭借该剧获得国剧盛典年度最具人气女演员奖；9月14日，其主演的爱情电影《伤心童话》全国公映，她则在片中饰演性格温和、喜爱文字的都市白领杨佳；同年，刘诗诗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。

2013年1月21日，刘诗诗在《南都娱乐周刊》举办的新生代四小花旦的评选活动中共同当选为新“四小花旦”，而她在评选中则获得了70分的最高综合分；随后，她在福布斯中国名人榜中从前一年的第99名升至第57位；6月21日，与文章、李连杰合作主演的动作喜剧片《不二神探》全国公映，刘诗诗在片中饰演了善良努力、对艺术心怀梦想的女演员刘金水，该片上映三天票房便破亿，总票房则达到了近3亿人民币的成绩；7月4日，与黄晓明、吴秀波、林心如合作出演了古装传奇剧《精忠岳飞》，并在剧中饰演了楚楚动人、温婉娴静的高宠之妻杨氏；8月23日，其主演的文艺电影《回到爱开始的地方》在大陆上映，她在片中饰演了旅游杂志编辑纪雅清。

2014年4月22日，继续主演步步惊心系列《步步惊情》，而她则在剧中一人分饰两角，分别饰演了平面设计师张晓和骄傲成熟、妩媚的模特儿蓝兰，该剧播出后则以平均收视率百分之1.1899，市场份额百分之3.356的成绩取得全国同时段电视剧收视第一；随后，刘诗诗在福布斯中国名人榜中继续保持上升，排名第25位；6月4日，其主演的古装励志喜剧《犀利仁师》上星播出，她在剧中饰演了女汉子路云霏；8月7日，与张震合作主演的浪漫武侠电影《绣春刀》于中国内地上映，她在片中饰演了出淤泥而不染的教坊司姑娘周妙彤，该片首映当天便取得了850万的票房；10月1日，其主演的古装剧《风中奇缘》首播，而她则在剧中饰演了洒脱不羁、敢爱敢恨的大漠狼女莘月；10月2日，由刘诗诗领衔主演的悬疑推理爱情电影《深夜前的五分钟》于釜山国际电影节全球首映，她在片中再次一人分饰两角，分别饰演了神秘忧郁的专栏作家若蓝和活泼开朗的大明星如枚，同时，她还凭借该片提名第6届澳门国际电影节最佳女主角，该片于2014年10月23日在中国大陆全面上映，12月27日在日本首映。

2015年5月，刘诗诗在福布斯中国名人榜中排名第30位。

2016年2月13日，由其领衔主演的古装传奇励志剧《女医·明妃传》首播，刘诗诗在剧中饰演了坚持用精湛的医术悬壶济世的一代知名女国医谭允贤，该剧播出后则以平均收视率百分之2.007，市场份额百分之5.118的成绩取得全国同时段电视剧收视第一，而她则凭借该剧获得首届中国电视剧品质盛典年度最具影响力演员；5月10日，都市青春励志剧《那年青春我们正好》首播，刘诗诗在剧中饰演温婉秀丽的校园女学霸刘婷；11月18日，获得百度娱乐年度人物奖；12月底，刘诗诗与唐人合约到期，并宣布不再续约。

2017年2月27日，刘诗诗凭借多部作品获得第2届中国电视剧品质盛典年度影响力剧星；3月3日，其主演的公安反特电视剧《黎明决战》首播，她在剧中饰演女特工宋红菱；5月22日，由她主演的现代都市爱情剧《天使的幸福》首播，刘诗诗在剧中饰演了美丽乐观、独立坚强的单亲妈妈李晓涵；7月13日，其领衔主演的古装奇幻权谋剧《醉玲珑》在东方卫视周播剧场播出，她在剧中饰演冥衣楼圣巫女凤卿尘；而刘诗诗凭借多部作品在这一年的福布斯中国名人榜中排名则跃居到了第19位；12月22日，她与邓超、阮经天合作出演的犯罪悬疑片《心理罪之城市之光》上映，刘诗诗在片中饰演擅长追踪蛛丝马迹、剖析案情的痕迹学专家米楠，同时她还首次为电影献唱片尾主题曲《何者般若》。

2018年1月18日，获得2017微博之夜微博年度女神。2018年，刘诗诗主演的现代都市情感剧《如果可以这样爱》在湖南卫视首播，她在剧中饰演敢爱敢恨、离经叛道的电台主持人白考儿。

电影短片

参演MV

感情生活

2013年11月13日凌晨两点零六分，吴奇隆发微博承认与刘诗诗的恋情。

2013年12月22日，公开恋情后的刘诗诗和吴奇隆同台现身某颁奖礼。

2015年1月20日，吴奇隆刘诗诗领证，吴奇隆在微博晒出结婚证和戒指，感言珍惜幸福。随后，刘诗诗也转发写道：我们很幸福。

2015年12月3日，刘诗诗出席发布会确认婚宴日期为2016年2月。

刘诗诗吴奇隆将办婚礼

今年1月20日刘诗诗和吴奇隆在相恋两年后终于领证结婚，如今半年过去了，夫妻俩仍旧忙着拍戏，婚礼和生孩子都还未有动静。昨日，刘诗诗与郑恺主演的新剧《那年青春我们正好》的探班会上，刘诗诗自曝将与吴奇隆办婚礼，但暂时不会生孩子。而刚刚在七夕公开恋情的郑恺也首度公开谈女友，自曝拍亲密戏需要报备，否认领证传言，可见对女友的疼爱。在媒体追问下，刘诗诗坦承，与吴奇隆已经聊到了办婚礼。至于理想中的婚礼是什么样，刘诗诗则笑言还没有想那么大，但她却透露，“应该会是一个大工程”。此外，人妻刘诗诗还自夸自己把老公照顾地很好，“天天下班都有夜宵吃”，一脸的幸福倒是藏也藏不住。

有女人的地方就会有纷争，更何况是都是当红小花旦。日前，国内一线花旦杨幂和刘诗诗同一时间现身巴黎时装周，两人街拍也几乎是第一时间被放到网上，自然而然关于谁最美的话题也被两家粉丝争得不可开交。杨幂偏韩风，巨大的上围依旧抢镜，而刘诗诗更多的是东方美，骨子里透露着斯文。除了在美貌程度上的较量外，杨幂和刘诗诗两位昔日闺蜜现如今同一时间同一地点出现在巴黎时装周，却没有任何交集与交流，让人唏嘘。其实对比之后发现，其实两闺蜜现在越来越有点撞脸，尤其是眼睛部位，神似。

2016年3月14日，随着吴奇隆和刘诗诗巴厘岛婚礼的临近，婚礼主题、喜糖和请柬相继曝光。今天（3月14日），隆诗新婚伴手礼盒也浮出水面，礼盒蓝白相间，并印有两人的定情信物木兰花，而logo“WL”则是根据吴奇隆和刘诗诗姓氏开头字母WL设计而成。

2016年3月20日，吴奇隆与刘诗诗在巴厘岛举行婚礼，前晚两人由上海起程赴巴厘岛为婚礼作淮备，筹办婚礼的工作人员和宾客也陆续抵达。一对新人将入住当地的AYANA Resort and Spa Bali酒店，并在酒店的Tresna Chapel行礼，这里倚靠海边而建，座拥一望无际的海洋，天地连成一线，浪漫到晕！据悉，吴奇隆一共包了六部飞机运送鲜花、器材和礼服，给刘诗诗打造一个完美的“梦中婚礼”，今天婚礼场地也已搭建完毕。

2011年4月21日，由中国扶贫基金会、百度、中央电视台电影频道等机构联合发起的“2011爱心包裹 六一关爱行动”正式宣布启动。刘诗诗受邀成为“爱心包裹网络大使”暨“百度贴吧爱心大使”。

2012年9月，由栋梁设计联合实务所发起的，17位中国知名设计师参与共同创作的慈善项目“3 PEOPLE”启动。刘诗诗作为该慈善项目的形象大使，并为活动拍摄了“白色微笑”大片。

2012年10月14日，“莎莎妇女银袋日”活动在香港举办，刘诗诗受邀出席活动并担任该届活动形象大使。

2013年3月11日，由共青团中央学校部、iearth-爱地球环保机构联合发起，微公益、环保联合承办的第三届全国大学生绿植领养活动正式起航。刘诗诗出任“绿植领养公益代言人”。

韩国首尔当地时间2013年7月2日，韩国观光公社任命刘诗诗为该社的宣传大使；8日，刘诗诗被韩国旅游公社任命为名誉宣传大使，并现场接受韩国观光公社授予的名誉宣传大使证书。

2016年5月20日，《梦幻西游》宣布刘诗诗代言。

2017年8月14日，刘诗诗与丈夫吴奇隆加入响应行动并向四川地震灾区捐款80万元人民币用于救灾救援和灾后重建等工作。

刘诗诗是一个敬业、谦虚的演员。伴随着《步步惊心》的播出，刘诗诗赢来事业飘红、人气暴涨。然而没有任何一个人能够随随便便成功，在拍摄《步步惊心》时她很努力，整部剧她有600多场戏，几乎每天都有她的戏，她是剧组最早起最晚收工最辛苦的人。于作品来说，刘诗诗诠释的若曦非常尊重原著。 《步步惊心》小说原作者桐华表示：刘诗诗真的演得非常好。不能说刘诗诗的每一个画面都百分之百到位，但她觉得这就是若曦，刘诗诗把若曦的精神气演到了，刘诗诗就是一朵皎皎木兰花。

刘诗诗她的气质外形也比较特别，腹中有诗书，举止得体有大将之风，锋芒暗藏，蓄势待发，她看得见自己的道路。她的出现填补了一种影视角色的空白，也迎合了时下的流行需求。作为新一代的花旦，也许她代表了一种新的造星模式。

2016年3月14日白人节，不少媒体同行收到了吴奇隆和刘诗诗大婚的鲜花伴手礼。同时，据吴奇隆的公司稻草熊影视工作人员透露，吴奇隆将旗下的江苏稻草熊影业有限公司60%股权卖给了暴风科技，交易金额为10.8亿。据悉，稻草熊影视的大股东是刘诗诗，对她来说这无疑是一份新婚大礼。28日，夫妇俩还将中断蜜月行程参加相关发布会。

2016年3月19日，离吴奇隆刘诗诗大婚的时间越来越近了，宾客们陆续抵达了巴厘岛，今晚为招待宾客，二位新人将举办温馨的迎宾晚宴。

2016年6月2日下午，唐人发声明，斥责数个营销号针对旗下艺人胡歌、刘诗诗、娜扎所发布致不实信息。