2015年，劉美彤作為正式生參加由湖南衛(wèi)視聯(lián)合上海戲劇學(xué)院推出的校園紀實真人秀節(jié)目《一年級·大學(xué)季》。

2016年，劉美彤出演改編自流瀲紫小說《后宮·如懿傳》的清宮劇《如懿傳》，在劇中飾演性格清高直爽、蘭質(zhì)蕙心的拜爾果斯氏，而這也是她的首部影視作品。

2017年，劉美彤與吳磊、林允合作主演古裝武俠劇《斗破蒼穹》，飾演出身高貴、氣質(zhì)清冷的納蘭嫣然 。12月，劉美彤受邀出席安徽衛(wèi)視國劇盛典。

2018年7月10日，主演青春懸疑網(wǎng)劇《你是我的英雄》。8月20日，參演的電視劇《如懿傳》播出，在劇中飾演拜爾果斯氏。9月3日，主演的奇幻勵志青春成長劇《斗破蒼穹》在湖南衛(wèi)視青春進行時劇場播出。

2019年7月12日，主演的電影《素人特工》在中國上映，在劇中飾演醫(yī)生LV。11月26日，參演的電視劇《慶余年》在騰訊視頻和愛奇藝播出，在劇中飾演戰(zhàn)豆豆。

2020年4月17日，參加的綜藝節(jié)目《王牌對王牌5》定檔在浙江衛(wèi)視播出。8月8日，主演的電視劇《拜托了!8小時》開機。

劉美彤有著青春靚麗、風格多變的獨特氣質(zhì)和表演天賦。在《斗破蒼穹》的拍攝花絮圖中，一身鵝黃色輕紗長裙的劉美彤，或倚欄遠望，或低眉托腮，嫻雅淑靜，盡顯納蘭嫣然的清冷氣質(zhì)。精致的妝容搭配鵝黃色的輕紗長裙，嫻雅純美，仙氣飄飄。