刘忆单于2012年考入北京电影学院表演系本科班，并顺利完成学业。她自幼接受系统训练，在舞蹈和瑜伽方面拥有扎实的功底，同时对于射击、拳击等需要高度专注与身体协调性的运动项目也颇为精通。凭借其出色的身体素质、敏捷的身手以及对动作表演的深刻理解，业界普遍认为她是当前新生代女演员中，在动作戏领域最具发展潜力的人选之一。
二零一七年，演员刘忆单通过爱奇艺平台播出的网络大电影《超次元学院1》首次担纲女主角，饰演司徒莫言一角，并与演员赫富有共同合作，完成了该片的主演工作。此后，刘忆单在演艺事业上持续发展，不仅曾拍摄一组风格鲜明的民国主题写真，更在多部影视作品中展现其表演才能。具体而言，在2022年8月18日，她作为主演参与的电影《你笑起来真好看》正式宣布开机；随后在同年的11月30日，由她出演的另一部奇幻题材古装剧集《星河长明》也顺利播出。进入2025年，刘忆单的事业领域进一步拓展，于1月27日推出了她首次执导并亲自参演的电影作品《东北美发天团》，该片在线上平台同步上线。紧接着在同年10月18日，她主演的另一部电影《独龙族的春天》正式在全国范围内的电影院线上映，标志着其作品从网络平台走向了更广阔的大银幕。
在2024年，由编剧刘忆单执笔的电影作品《我有一个梦想》正式完成了备案立项工作，其备案号确认为影剧备字〔2024〕第468号。该影片的制作方为北京一观人影业有限公司，影片内容主要聚焦于几位充满活力的年轻创业者，生动描绘了他们共同开设一家剧本杀店铺过程中所经历的各种充满趣味与挑战的生活故事，展现了当代青年在创业路上的欢笑、友情与成长。