1994年，被陈国富导演相中，主演奇幻片《我的美丽与哀愁》而正式出道；同年，在导演张艾嘉的坚持下，担任爱情片《少女小渔》的女主角小渔，并获得了第40届亚太影展最佳女主角奖，从此加盟张艾嘉经理人公司RED ON RED，成为旗下艺人。1995年，以《少女小渔的美丽与哀愁》开始涉足音乐领域。1996年，首次涉足电视剧拍摄，在英国电视剧《Cracker: White Ghost》中饰演配角。

1997年，凭借与演员斯琴高娃合作的古装剧《日落紫禁城》进入内地观众的视野；同年，主演同性恋题材的电影《美丽在唱歌》，以此片获得了康城影展法国媒体评论界金棕榈树奖、第10届东京影展最佳女演员奖；同年，SODA服饰以及LUX丽仕均邀请她做产品代言人，因此第一次尝试到如何的走伸展台和拍广告片。

1998年，主演爱情喜剧片《征婚启事》，凭借其中的杜家珍一角，获得了第35届金马奖审团特别表扬大奖、第44届亚太影展最佳女主角、第1届台北国际电影节年度最佳演员；同年，发行专辑《很爱很爱你》，在歌坛打开了知名度。1999年，主演爱情片《夜奔》，饰演玮英儿；同年，担任新年跨越1999迎千禧年受邀人。

2000年，在家庭伦理剧《人间四月天》中，饰演民初诗人徐志摩的原配张幼仪，塑造了一个感人至深的贤妻良母的形象；11月凭主演爱情剧《住在十字架里的母亲》获得了第35届金钟奖最佳女主角；同年发行专辑《我等你》，翻唱kiroro的歌曲作为主打之一的《后来》，曲风贴近生活，成为了刘若英的代表作之一。

2001年，主演爱情喜剧《粉红女郎》，在剧中饰演结婚狂方小萍，尝试了和以往不同的表演风格。2002年，出演惊悬疑片《双瞳》，获得第22届香港电影金像奖最佳女配角。

2003年，担任第60届威尼斯国际电影节评委。主演黄磊导演的电视剧《似水年华》。2003年至2005年，分别在香港、台湾及北京参与香港进念十二面体及中国国家话剧院合作之舞台剧《半生缘》之演出，担任女主角。

2004年，出演爱情喜剧片《20 30 40》，片中饰演空姐想想；同年，主演剧情片《天下无贼》，获得了第5届华语电影传媒大奖最佳女主角、香港第10届金紫荆奖最佳女主角、第28届大众电影百花奖最佳女主角。

2005年11月18日，巡回演唱会“公主彻夜未眠“在上海启程；同步发行专辑《一整夜》。2006年，参演《生日快乐》（为刘若英原著短篇小说“Happy Birthday”改编），并入围第26届香港电影金像奖最佳女主角。

2007年，主演动作悬疑片《连环局》，饰演常跟绑匪打交道的具有丰富的断案经验的高级督察何宛真，获得第12届香港电影金紫荆奖最佳女主角以及第27届香港电影金像奖最佳女主角的提名；凭借电视剧《新结婚时代》获得第13届上海电视节白玉兰奖最佳女主角；同年，亲力经营设计的个人网站入围台湾国家设计奖视觉传达类奖项。2008年3月1日，10场巡回演唱会“梦游”在上海开幕；同年，担任第10届台北电影节评委。

2010年，参演爱情片《全城热恋》，片中与张学友搭档饰演一对短信情侣；同年发行专辑《在一起》，发片首周，在台湾位居G-MUSIC、五大唱片两大销售排行榜冠军，海外成绩包括：中联榜、音乐先锋榜、上海动感101、腾讯等冠军榜单；5月8日，第5次全球巡回演唱会“脱掉高跟鞋”在上海拉开序幕。

2011年，参加香港导演林奕华的舞台剧《红娘的异想世界之在西厢》，扮演红娘一角。2013年5月12日，睽违三年，再度发行专辑《亲爱的路人》。2014年2月14日，加盟由张国立自导自演的家庭剧《半路父子》于深圳正式开机，剧中饰演单亲妈妈江欣。

2015年6月，推出第六本创作文集《我敢在你怀里孤独》；9月，发行专辑《我要你好好的》；9月19日， “Renext 我敢”世界巡回演唱会从泉州起跑，一路唱到美国纽约、圣荷西及洛杉矶。2016年3月，在第40届香港亚洲电影投资会颁奖典礼携个人首部导演拍摄计划《易副官》获万达电影大奖。

2017年10月19日，执导电影《后来的我们》在2018年4月28日上映。11月3日，主演爱情片《相爱相亲》，片中饰演王太太。

2018年4月21日，录制湖南卫视《快乐大本营》。