2015年，刘美旗与众多艺人共同出演了抗日谍战剧《过界》，而她也因此正式踏上了演艺之路。
2016年7月，刘美旗与高广泽、宋睿、夏添等人联袂主演了都市玄幻片《女娲日记》，她在片中饰演了鬼族弃婴，天赋异禀的女娲后人果儿，而这也是其个人的首部电影作品；同年，刘美旗还相继出演了青春剧《绿苹果蓝天空》；都市剧《吴花的季节》等影视作品。
2017年，刘美旗参演的现代反腐剧《人民的名义》播出；10月，她还与程皓枫,、曲尼次仁联袂主演了近代战争传奇剧《穿甲弹》，并在剧中饰演了女主角之一的军事机械修理专家王卓娅；12月，其出演的当代都市情感剧《绽放吧，百合》杀青，她在剧中饰演的是善良大方、性格直爽的程燕。
2018年，刘美旗不仅主演了现代动作探险剧《摸金符》 ；其出演的都市喜剧片《羞羞的铁拳》也于同年上映。
