刘冠成1996年,出演宫晓东指导的电视剧《北京夏天》欢子一角正式进入演艺圈。1998年,和黄磊共同出演电视剧《人间四月天》,同年出演电视剧《至爱》。2000年,出演张晓光指导的电视剧《曼谷雨季》。2004年,出演王超执导电影《日日夜夜》中广生一角,此片在2005年获得法国南特最佳男演员提名；同年与张柏芝合作,参演叶伟信执导的电影《飞侠小白龙》饰演大皇爷一角,同年参演爱情题材电视剧《幸福胡同》。2005年,出演顾长卫执导的电影《孔雀》中果子一角；同年出演电视剧《茶马古道》木什罗一角,并再度与黄磊合作,出演黄磊执导电视剧《夜半歌声》中毁容后的宋丹萍,并与梅婷合作出演电视剧《兵变1938》,与辛柏青合作出演滕文骥执导的历史题材电视剧《嘉庆皇帝》。网剧《重生》剧照2006年,再度与梅婷合作出演两部电视剧《舞台姐妹》和《你一定要幸福》。2007年,出演唐丹执导的电影《梦之队》中“麻辣教师”韩建设一角,并凭该剧入围柏林电影节儿童电影竞赛单元。2008年,出演电视剧《京东三支花》,同年出演阚卫平执导电视剧《梨园劫》和古装历史题材电视剧《春秋淹城》。2010年,出演丁黑导演电视剧《大秦帝国》中孟尝君一角,同年出演电视剧《好山好水好女人》。2011年,出演都市题材电视剧《婆媳大事》,同年再度与导演嘉娜沙哈提合作出演抗战题材电视剧《黎明前的暗战》。2012年,首次出演微电影《下半场》。2013年,出演霍猛执导,张扬担任监制的电影《四个好朋友》中昆山一角,同年出演田原鸿执导的电视剧《老爸靠谱》。2015年,出演海涛执导的电影《侠僧探案传奇》中狄八方一角。2016年,主演崔亮执导的抗战轻喜剧《边陲迷雾》,饰演赵德柱。同年,参演电视剧《风云年代》,饰演柳飞云。2019年,出演张晓波执导的古代传奇剧《九州缥缈录》,饰演拓跋山月。2020年3月7日,出演由杨冬执导的刑侦剧《重生》在优酷视频独播,剧中饰演胡一彪一角。2021年1月27日,主演的警匪动作电影《无路可逃》登陆爱奇艺。2021年12月20日,刘冠成特别出演的现实题材网络剧《炽道》举行开机仪式。2022年3月,刘冠成出演《逆光者》；参演电视剧《法医秦明之读心者》播出。12月,参演的电视剧《第五名发家》杀青。2023年2月10日,参演的网剧《立功·东北旧事》播出。
刘磊被很多导演认为是个“有内心力量”的演员,包括他在电影学院的老师黄磊,并因此应恩师之邀在黄磊的剧作《夜半歌声》中担纲男一号,饰演张国荣演过的“宋丹萍”；而在珠海拍摄的电视剧《爱是那天正下雨》,也是一部要靠“内心力量”来表演的关于“爱与仇”的戏,表现也非常出色。最开始看他是带着痞气,以为他只能演这类的角色,不过他的演技已经突飞猛进,痞气中带着温文尔雅,终于能开花结果了。