劉冰從小便開始練習(xí)芭蕾舞，并于遼寧芭蕾舞團附屬芭蕾舞蹈學(xué)校進行專業(yè)學(xué)習(xí)。2013年，在北京準(zhǔn)備藝考的劉冰被張藝謀發(fā)掘并參與了電影《歸來》的培訓(xùn)，到最后甄選的階段時，她因為備戰(zhàn)高考的壓力過大，體重猛漲了幾斤，臉上爆出了青春痘，并由此錯失了機會。同年，劉冰考入中央戲劇學(xué)院，主攻音樂劇方向。

2015年，劉冰歷經(jīng)一個多月的試戲，最終從上千人中脫穎而出，被張藝謀選中出演由中美聯(lián)合制作的電影《長城》，飾演鶴軍副將李青。7月，隨張藝謀等出席在北京舉行的3D魔幻電影《長城》的發(fā)布會。9月，受邀出席2015芭莎慈善夜，并開始受到媒體的關(guān)注。

2016年，劉冰與倪妮、霍建華、馬蘇等合作主演由張末執(zhí)導(dǎo)的愛情電影《28歲未成年》，飾演一位頗有心機的女秘書。10月，受邀出席洛杉磯時裝周。

2020年3月7日，參演的電視劇《重生》在中國大陸播出。

劉冰皮膚白皙，高高的馬尾扎起，干凈清新，整個人顯得十分青春活力。大大的眼睛，姣好的面容，可謂是符合張藝謀一貫的選角標(biāo)準(zhǔn)。（網(wǎng)易娛樂評）