1993年，刘琳在电影《高楼边》中塑造了自己的第一个银幕形象女高中生宗小玫 。
同年高中毕业后考入了北京电影学院表演系。在校期间她主演了几十集电视剧和数部电影故事片。
1994年，与张国荣、吴倩莲、黄磊共同主演剧情电影《夜半歌声》，在片中饰演蓝蝶 。
1999年，联合巍子主演家庭伦理剧《没有家园的灵魂》饰演男主角张少杰的情人严文清 。
2000年，刘琳凭借在张元执导的电影《过年回家》中的出色表现，获得第13届新加坡国际电影节最佳女主角奖 。
之后与齐志、汤加丽主演电视电影《刑警故事》饰舒菲 。
同年出演的电视剧《给我一支烟3今夜无眠》播出。
2001年，领衔主演何群执导的战争电影《平原枪声》，在剧中饰演爱国女青年苏建梅 ；
同年，与何家劲，杨童舒共同主演时装剧《城市女人心》，在剧中饰演脾气火爆的向茹 。
2003年，与施京明、姚芊羽主演农村题材剧《脚下天堂》；
同年，与朱时茂、郭柯宇共同主演爱情剧《追梦谷》，在剧中饰演精明漂亮的销售主管孙卉 。
2004年，与梅婷共同主演校园爱情剧《香樟树》，在剧中饰演芳芳、司马小衫的闺蜜陶妮 。
2005年，领衔主演数字电影《遭遇·阮玲玉》 。
同年在传记题材剧《冼星海》中饰演钱韵玲 。
2006年6月，在北京电影学院大力支持的人物传记电影《丛飞》中饰演丛飞的妻子邢丹。
2007年，领衔主演以真实史料为背景的抗日间谍剧《五号特工组》，饰演原国民政府国防部中校参谋、中共地下党员欧阳剑平 。
同年主演高翊浚执导的情感伦理剧《因爱之名》 。
2008年，与许亚军领衔主演导演安战军继《一年又一年》后执导的又一部生活剧《原谅》 。
随后与王亚楠主演爱情偶像剧《结婚吧我会更爱你》饰陈歌
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