刘冠佑自十三岁起便投身于演艺训练，在正式参与《青春有你第三季》这档节目之前，他长期隶属于前一家经纪公司，日复一日地进行着系统而严格的日常练习。实际上，在节目启动前，他曾一度获得成团出道的预定机会，然而由于多方面复杂的因素，最终未能顺利实现成团计划。这次经历之后，他选择告别原有的经纪公司，并以此为契机，坚定了在未来演艺道路上不断提升自我、追求更卓越表现的决心。
二零二一年二月十八日，刘冠佑参与录制的男团成长类综艺节目《青春有你第三季》于爱奇艺平台正式上线播出；随后在三月五日的节目第一次公演舞台上，他与孙亦航、段星星、连淮伟等众多练习生携手合作，共同呈现了精彩的表演曲目《阳光彩虹小白马》；同月九日，刘冠佑又与全体练习生一同合唱了该节目的主题曲《We Rock》，这首歌曲同时也是节目《青春有你第三季》的重要组成部分；至三月十八日，在针对节目主题曲舞台《We Rock》所进行的再评级考核中，他凭借出色的表现，与其他十位练习生一起成功进入代表最高水平的A班。进入四月后，在二十一日当天，刘冠佑与罗一舟、唐九洲、李俊濠、徐新驰等练习生共同参与了《青春有你第三季》的衍生综艺节目《青春有个局》的录制；随后在二十四日公布的第三次顺位排名结果中，他取得了第六名的优异成绩，并成功闯入前二十强；本月三十一日，他再次登上舞台，与段星星、连淮伟等训练生共同演绎了单曲《秘境》的表演。到了同年七月二十五日，刘冠佑与罗一舟、唐九洲、连淮伟、邓孝慈、孙滢皓、刘隽、段星星、孙亦航正式集结，共同组成了名为“IXFORM”的男子团体。 时间来到二零二二年，在八月，刘冠佑计划参与《哔哩哔哩向前冲》的活动；同年十一月五日，其所在的男团IXFORM发行了首张迷你专辑《将至》；两天后的十一月七日，团体宣布其毕业歌曲《With you》正式上线发布；紧接着在十一月八日，IXFORM男团正式宣告解散。二零二三年十月二日，刘冠佑参演的电视剧《虎鹤妖师录》播出。进入二零二四年，三月二十七日，他参加的综艺节目《百分百歌手》在腾讯视频播出；同年十月二十六日，其参与的另一档综艺节目《星光闪耀的少年》也与观众见面。二零二五年十二月六日，刘冠佑参演的综艺《予你见山水》如期播出；随后在同月二十九日，他参加的综艺《开灶少年团》也正式播出。
在备受瞩目的综艺节目《青春有你第三季》的录制现场，训练生刘冠佑作为《立》小组的核心表演成员之一，展现了截然不同的舞台气场。他以往凭借可爱活泼的形象深入人心，而此次却成功实现了风格上的巨大突破，为现场及屏幕前的观众带来了强烈的反转魅力，赢得了广泛的赞赏与热议。不仅如此，他在表演中所完成的那套编排复杂、极具难度的舞蹈动作，同样引发了网友们的重点关注与讨论。随后，在主题曲《We Rock》的集体舞台演绎中，作为众多训练生中的一员，刘冠佑以其高度整齐划一的舞步、饱满而富有感染力的青春朝气，收获了观众们的一致认可与由衷喜爱。训练期间，他还与同伴段星星结为搭档，两人在刻苦练习中相互扶持、彼此激励，通过共同的努力最终取得了令人满意的成绩。因其在唱跳等多方面展现出的扎实功底，刘冠佑被许多人视为颇具潜力的“全能型选手”，这也让观众对他能否在激烈的竞争中脱颖而出抱有更高的期待。而在赛场之外，他一段技巧纯熟、花样繁多的抖空竹才艺展示，同样让所有目睹者感到惊喜与赞叹。
二零二一年三月，余景天官方数据站公开发布声明，指控邓孝慈后援会在相关投票活动中存在欺骗性行为，这一争议事件同时也将另一位参与者刘冠佑卷入其中。同年三月十五日，邓孝慈后援会正式对外发布了一份致歉声明，在文中坦承其团队在投票环节确实出现了疏漏，未能完成全部应投任务，并且由于当时数据站管理人员之间缺乏有效沟通与妥善对接，进一步加剧了双方之间的误解与矛盾。该后援会同时承认，其前任管理人员曾散布不实信息，对刘冠佑后援会进行了诬蔑与诽谤，甚至涉及勒索敲诈等不当行为；对于由此给刘冠佑本人带来的名誉损害及精神伤害，邓孝慈后援会表达了深刻的歉意与诚恳的悔意。