2006年，刘彦卿与修庆合作参演首部电视剧《别忘了爱自己》，在剧中饰演管大军，开始了演艺生涯。同年刘彦卿与陶泽如，郑晓宁等主演了由徐纪周导演的电视剧《捍卫》，饰演阿龙。

2007年，刘彦卿出演由易寒导演的电视电影《红色行动队》播出，饰演小四。

2008年，刘彦卿出演由吴宇森导演的电影《赤壁》上映，饰演刘副将。

2009年，刘彦卿与李光洁合作出演由徐纪周导演的电视剧《杀虎口》播出，刘彦卿饰演狙击手江口。

2010年，刘彦卿与朱亚文，喻恩泰等合作出演由刘家成导演的电视剧《高粱红了》，饰演一连长。同年，刘彦卿与周昊东，王鸥主演的由

郭松导演的电视剧《刻不容缓》播出，饰演张生。同年，刘彦卿与黄健翔，连晋合作的电影《谋杀章鱼保罗》上映。同年，与王雷，李强等主演由徐纪周导演的电视剧《天敌》，饰演文涛。

2011年，刘彦卿与黄海波，王雷等主演由徐纪周导演的电视剧《永不磨灭的番号》播出，饰演闻天海。同年，刘彦卿出席2011搜狐视频秋季盛典红毯。同年，刘彦卿与朱亚文，郭伊娜，姚笛等演员合作，主演了由花箐导演的电视剧《远去的飞鹰》，饰演于青山。该剧于辽宁、吉林、四川、东南四家卫视播出。

2012年，刘彦卿与王雷，李建等合作，主演了由徐纪周导演的电视剧《歧路兄弟》，饰演彪子，该剧于浙江卫视播出。同年，因《永不磨灭的番号》获得第18届上海电视节白玉兰奖银奖。同年，因《远去的飞鹰》获得第26届中国电视金鹰奖优秀电视剧奖。

2013年，刘彦卿与张博，邢佳栋等主演由徐纪周导演的电视剧《战雷》，饰演排雷兵王卢勇，该剧于北京、安微、深圳、云南四大卫视播出。同年，刘彦卿出席搜狐视频《战雷》开播发布会。

2014年，刘彦卿出演由李小亭导演的电视剧《尖峰》，饰演小宝，该剧于黑龙江，四川，重庆卫视播出。

2015年，刘彦卿搭档李晨，沙溢，马苏等演员，主演由徐纪周导演的电视剧《春江英雄之秀才遇到兵》，饰演李晨的师傅神枪手哑巴，该剧于北京，江苏，广东等卫视播出。

2015年，刘彦卿领衔主演了由最高人民检察院影视中心出品，王利路导演的《警察故事》，饰演刑警队长雷大有。同年，录制中央电视台大型反恐题材真人秀《反恐一线》，于CCTV12播出。

2016年，刘彦卿与段奕宏，倪大红，戚薇，祖峰等主演由郭宝昌，刘涓导演的电视剧《谋圣鬼谷子》，饰演大将军公子昂。同年，刘彦卿与赵丽颖，陆毅等主演由徐纪周导演的电视剧《胭脂》，饰演特工老乔，该剧于东方卫视，浙江卫视首播。

2017年，刘彦卿与丹尼斯·吴合作，出演由罗登导演的电影《爱上试睡师》，饰演派出所所长。同年，刘彦卿与邓超，阮经天，刘诗诗等合作，出演由徐纪周导演的电影《心理罪之城市之光》，饰演拆弹专家。同年，刘彦卿与苏子童合作，领衔主演了由左一阳导演的电影《东北娘们儿》，饰演于子豪。

2018年，刘彦卿与王鹏凯，娜仁花等合作，主演了由安战军导演的电影《闽赣风云》，饰演红军连长韩子青。获得“2018年度电影频道百合杯表彰典礼”评委会特别表彰奖。

2018年，刘彦卿搭档黄渤，王宝强，张艺兴，舒淇等演员，主演了由黄渤导演的电影《一出好戏》，饰演保安赵天龙。同年，刘彦卿受邀录制东方卫视真人秀《极限挑战》第四集第12期嘉宾收官节目。同年，刘彦卿出席《一出好戏》北京首映礼及映后见面会。

2019年，刘彦卿与杨洋，李一桐等合作，出演了由徐纪周导演的电视剧《特战荣耀》，饰演特勤连长。同年，刘彦卿与林家栋，董成鹏搭档，主演了由李子俊导演的电影《第八个嫌疑人》，饰演刑警小龙。