2016年，与林永健、胡杏儿、张雪迎合作出演都市家庭剧《我的继父是偶像》，在剧中扮演呆萌长腿校草韩冬冬，正式出道。随后，参演科幻剧《上道》，饰演坚韧阳光的王博维。

2017年，在三国题材古装权谋剧《三国机密》中饰演性情坦率自然的曹操之子曹植，于关键时刻与汉室天子联手对战。

刘昱晗在古装剧《三国机密》中饰演的曹植形象儒雅吸睛，在电视剧《继父难当》和《上道》中皆表现出了优秀的演技。

刘昱晗在电视剧《三国机密》在饰演曹植一角，戏里戏外皆透露着儒雅英才的气质，他在该剧海报中身着朴素且有质感的服饰外加精良考究的造型，将曹植形象塑造的栩栩如生，其俊美的外形和儒雅的古装造型令网友大呼惊喜。刘昱晗凭借阳光的外形和较高的可塑性，在不少作品中均已崭露头角，而在近期曝光的一组写真中，则以黑白色调高冷的气质和侧颜杀引起关注。

刘昱晗在电视剧《我的继父是偶像》中饰演校草韩冬冬，其爽朗的性格、帅气的脸庞一出场便夺人眼球，让观众印象深刻，虽然在剧中他扮演的是一名高中生，但是却处处展示出强大的男友力，颇为圈粉。刘昱晗本人的性格善良又温暖，与他在剧中的角色颇为相似。刘昱晗虽然年纪不大，但是在剧中丰富的面部表情、人物感情细节的处理都很细腻到位，演技值得肯定，他颜值演技齐在线，给这部剧增添了新的看点。