刘美彤于1996年2月13日出生在重庆市，自幼便展现出对绘画的浓厚兴趣，并在此领域进行了长达十五年的系统学习。在艺术类高考期间，一次偶然的机会下，她被朋友鼓励并陪同参加了表演专业的考试，这次经历意外地唤醒了她内心深处对表演艺术的热爱与向往。为此，在随后的第二年，刘美彤以极为认真的态度重新规划了备考方向，不仅投入大量精力进行自主准备，还在临近考试前专门报名参加了短期的表演突击培训课程。通过这一系列扎实而高效的努力，她最终成功被上海戏剧学院表演专业录取，正式开启了她的演艺求学之路。2015年10月，刘美彤凭借参与真人秀节目《一年级·大学季》进入大众关注范围，由此逐步走入公众视野。
2017年4月26日，演员刘美彤完成了其个人首部影视作品《如懿传》的拍摄工作，正式杀青。在这部作品中，她饰演了性格清高直爽、兰质蕙心的拜尔噶斯氏，即恪嫔一角，此次演出标志着刘美彤正式开启了她的影视演艺生涯。该剧随后于2018年8月20日在腾讯视频平台独家播出，获得了观众的初步关注。紧接着在2018年9月3日，由刘美彤担任主演的古装玄幻题材剧集《斗破苍穹》于湖南卫视正式开播，她在剧中塑造了纳兰家族继承人纳兰嫣然这一重要角色。为了更贴合人物设定，刘美彤在拍摄过程中首次尝试并完成了大量动作打戏，展现出刻苦敬业的一面；此外，她还亲自献唱了该剧的宣传曲《梦留香》，通过音乐与表演的双重呈现，进一步彰显了其作为演员的多面可塑性与艺术潜力，给广大观众留下了颇为深刻的印象。值得关注的是，该剧在开播当晚便取得了网络点击量迅速突破一亿的亮眼成绩，同时段收视率也高居榜首，市场反响热烈。同年10月2日，刘美彤主演的青春悬疑探案剧《你是我的英雄》也顺利完成拍摄，她在剧中挑战了气质冷峻、聪慧独立的“冰山美人”纳兰慧，再次拓宽了其角色演绎的维度。
二零一九年七月十二日，刘美彤迎来了其个人首部电影作品《素人特工》的公映，她在片中生动诠释了一位处于待业状态的医生LV，由此正式步入大银幕。同年十一月二十六日，她参演的大型古装权谋剧集《庆余年》正式与观众见面，刘美彤在剧中成功塑造了北齐皇帝战豆豆这一复杂而富有魅力的角色，其表现获得了广泛关注。随后在二零二零年，她更与该剧的主要演职人员一同参与了热门综艺节目《王牌对王牌》第五季的录制，展现了荧幕之外的多样面貌。进入二零二零年，五月二十二日，由她参演的另一部电视剧《那小子真酷》上线播出；紧接着在八月二十五日，她出演的《G小调进行曲》也相继与观众见面，进一步丰富了她的表演履历。 二零二一年二月五日，刘美彤参演的电视剧《斗罗大陆》于中央电视台电视剧频道首播，她在剧中扮演史兰客七怪成员之一的朱竹清，其自带的清冷气质与角色高度契合，赢得了众多网友的赞赏与好评。同年八月十四日，她参演的另一部剧集《天龙八部》开播，刘美彤在此剧中饰演武功高强的木婉清，其英气逼人的男装扮相尤为出彩，一度登上微博热搜榜单，引发了观众和媒体的热烈讨论。九月十九日，她主演的古装女性励志情感剧《金小气家族》在芒果TV独家播出，在剧中她饰演“钱氏五美”中稳重担当的大姐钱金金，展现了角色坚韧与温柔并存的特性。十二月四日，由她主演的电影《乘风破浪》登陆院线，为其大银幕作品再添一笔。 二零二二年三月六日，刘美彤参演的悬疑探案题材网络剧《猎罪图鉴》上线播出，她在剧中饰演了关键角色瞿蓝心，其细腻的表演为剧集增添了更多层次。同年十二月八日，她特别主演的奇幻恋爱剧《拜托了！8小时》在爱奇艺平台播出，刘美彤在剧中化身为古典温婉的丁香，给观众留下了深刻印象。时间来到二零二三年，六月五日，她主演的古装剧《微雨燕双飞》播出，此次她挑战了反派角色鹰爪吴吟，展现了其表演上的可塑性。十月十一日，她主演的电影《黄河守墓人》于优酷视频网络播出，刘美彤在片中饰演了神秘而颇具权威的捞尸门主，再次拓宽了戏路。 二零二四年五月十六日，刘美彤参演的古装传奇剧《庆余年第二季》如期播出。同年九月二十三日，由她主演、根据知名国漫IP《镇魂街》改编的网络剧《镇魂街之热血再燃》正式上线，吸引了大量原著粉丝的关注。十二月六日，她参演的一部主打双强宿命感与高智商博弈的骊袭爽剧《九重紫》也与观众见面。展望二零二五年，七月二十四日，由她出演的一部古装爱情轻喜剧《明媒善娶》也将播映，令人期待她将为观众带来怎样的精彩表现。
刘美彤以其青春靓丽的外形和风格多变的独特气质，展现了出色的表演天赋与可塑性。在《斗破苍穹》一剧中，她所饰演的纳兰嫣然身姿清冷孤绝，气质高贵而疏离，尤其那一双充满故事感的眼眸，在孤傲中透出深邃的感染力，极具视觉冲击力，给观众留下了深刻的印象。无论是面对情节转折时神情中流露的不忍与挣扎，还是需要展现决断时眼神里的冷冽与犀利，她都能细腻把握情绪起伏的层次，将人物内心的复杂变化诠释得颇为到位。首次尝试武打戏份的刘美彤，在动作表现上同样令人称赞，一招一式如行云流水般顺畅，在力道充沛的同时兼顾了形体的美感，配合其犀利英气的眼神，更显角色魅力。此外，由刘美彤亲自演唱的剧集宣传曲《梦留香》，也与其本人自带英气的外形相得益彰；她的声线细腻中透着婉转，温暖醇厚而又富有情感张力，带来了不少听觉上的惊喜，进一步丰富了观众对她的艺术认知。