2010年，以在校生的身份出演新版《水浒传》一丈青扈三娘一角，成为108将中年龄最小的演员。 

2011年，毕业后，随着《水浒传》的热播，刘小小演绎的“北宋版野蛮女友”受到了业内和广大观众的认可，还签约成为安徽卫视嘉宾主持人。之后又接拍了《楚汉传奇》《隋唐演义》《建元风云》等历史大剧。

2012年9月，参演电影节文艺片《飘落的羽毛》担当女一号，这是刘小小首次担当电影的女一号，也是首次参加胶片电影的拍摄。

2012年8月27日，文艺电影《飘落的羽毛》在第37届蒙特利尔电影节举办了首映式，此次入围蒙特利尔电影节“最佳处女作”主竞赛单元。电影中扮演了一个完全纯粹的傣族女孩。

2013年，投资达1.2亿的电视剧版《十月围城》正式对外宣布刘小小为剧中女一号，与钟汉良、张晓龙、吴孟达、吴刚等演员搭戏，饰演一个野蛮千金区舒云 。

2013年8月，刘小小主演的文艺电影《飘落的羽毛》入围蒙特利尔电影节“最佳处女作”主竞赛单元，并在加拿大举办了首映式 。

2014年参演电视剧《憨媳从军》。