劉冠成1996年,出演宮曉東指導(dǎo)的電視劇《北京夏天》歡子一角正式進(jìn)入演藝圈。1998年,和黃磊共同出演電視劇《人間四月天》,同年出演電視劇《至愛》。2000年,出演張曉光指導(dǎo)的電視劇《曼谷雨季》。2004年,出演王超執(zhí)導(dǎo)電影《日日夜夜》中廣生一角,此片在2005年獲得法國南特最佳男演員提名；同年與張柏芝合作,參演葉偉信執(zhí)導(dǎo)的電影《飛俠小白龍》飾演大皇爺一角,同年參演愛情題材電視劇《幸福胡同》。2005年,出演顧長衛(wèi)執(zhí)導(dǎo)的電影《孔雀》中果子一角；同年出演電視劇《茶馬古道》木什羅一角,并再度與黃磊合作,出演黃磊執(zhí)導(dǎo)電視劇《夜半歌聲》中毀容后的宋丹萍,并與梅婷合作出演電視劇《兵變1938》,與辛柏青合作出演滕文驥執(zhí)導(dǎo)的歷史題材電視劇《嘉慶皇帝》。網(wǎng)劇《重生》劇照2006年,再度與梅婷合作出演兩部電視劇《舞臺姐妹》和《你一定要幸福》。2007年,出演唐丹執(zhí)導(dǎo)的電影《夢之隊(duì)》中“麻辣教師”韓建設(shè)一角,并憑該劇入圍柏林電影節(jié)兒童電影競賽單元。2008年,出演電視劇《京東三支花》,同年出演闞衛(wèi)平執(zhí)導(dǎo)電視劇《梨園劫》和古裝歷史題材電視劇《春秋淹城》。2010年,出演丁黑導(dǎo)演電視劇《大秦帝國》中孟嘗君一角,同年出演電視劇《好山好水好女人》。2011年,出演都市題材電視劇《婆媳大事》,同年再度與導(dǎo)演嘉娜沙哈提合作出演抗戰(zhàn)題材電視劇《黎明前的暗戰(zhàn)》。2012年,首次出演微電影《下半場》。2013年,出演霍猛執(zhí)導(dǎo),張揚(yáng)擔(dān)任監(jiān)制的電影《四個(gè)好朋友》中昆山一角,同年出演田原鴻執(zhí)導(dǎo)的電視劇《老爸靠譜》。2015年,出演海濤執(zhí)導(dǎo)的電影《俠僧探案傳奇》中狄八方一角。2016年,主演崔亮執(zhí)導(dǎo)的抗戰(zhàn)輕喜劇《邊陲迷霧》,飾演趙德柱。同年,參演電視劇《風(fēng)云年代》,飾演柳飛云。2019年,出演張曉波執(zhí)導(dǎo)的古代傳奇劇《九州縹緲錄》,飾演拓跋山月。2020年3月7日,出演由楊冬執(zhí)導(dǎo)的刑偵劇《重生》在優(yōu)酷視頻獨(dú)播,劇中飾演胡一彪一角。2021年1月27日,主演的警匪動作電影《無路可逃》登陸愛奇藝。2021年12月20日,劉冠成特別出演的現(xiàn)實(shí)題材網(wǎng)絡(luò)劇《熾道》舉行開機(jī)儀式。2022年3月,劉冠成出演《逆光者》；參演電視劇《法醫(yī)秦明之讀心者》播出。12月,參演的電視劇《第五名發(fā)家》殺青。2023年2月10日,參演的網(wǎng)劇《立功·東北舊事》播出。

劉磊被很多導(dǎo)演認(rèn)為是個(gè)“有內(nèi)心力量”的演員,包括他在電影學(xué)院的老師黃磊,并因此應(yīng)恩師之邀在黃磊的劇作《夜半歌聲》中擔(dān)綱男一號,飾演張國榮演過的“宋丹萍”；而在珠海拍攝的電視劇《愛是那天正下雨》,也是一部要靠“內(nèi)心力量”來表演的關(guān)于“愛與仇”的戲,表現(xiàn)也非常出色。最開始看他是帶著痞氣,以為他只能演這類的角色,不過他的演技已經(jīng)突飛猛進(jìn),痞氣中帶著溫文爾雅,終于能開花結(jié)果了。